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16S定序研究高點數文章盤點分析

放眼望去,16S研究成果仍舊以腸道、水體、土壤為三大主力軍,其中腸道微生物多與病理研究相結合,而土壤微生物研究則與土質、不同植物的根系微生物相關聯進行研究,其他樣本類型還涉及淤泥、組織、空氣、發酵物等各領域。

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案例解析

案例一. 腸道微生物可以影響宿主表型(Nature, 10.1038/nature14139)


轉基因小鼠的表型差異一直難以被控制,許多案例中都表明,腸道微生物菌群是造成這種差異的原因之一。研究中選用小鼠的IgA 高表現和低表現表型差異,利用 16S V4定序研究了小鼠的腸道微生物菌群差異及與 IgA 水平的關係。兩種表型的小鼠腸道微生物菌群存在明顯差異,其中,低表現小鼠中,β變形菌(Betaproteobacteria)占主要優勢,而高表現小鼠中厚壁菌門(Firmicutes)等占主要優勢。文章將低表現 IgA 小鼠的糞便中移植到高表現 IgA 小鼠體內,發現高表現IgA小鼠的IgA表現水平有降低的現象。此研究說明了腸道微生物可以影響宿主表型的這一理論。

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圖1 IgA低表現小鼠的Biomarker LEfSe分析

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圖2 IgA高表現小鼠的BiomarkerLEfSe分析

注:圖1為給IgA低表現小鼠移植微生物“-”後代表的移植微生物的類型,Pre表示先使用抗生素再移植微生物,Post表示先移植微生物再給抗生素



案例二. 靈芝通過調節腸道微生物改善肥胖(Nature Communication, 10.1038/ncomms8489)


肥胖是當前影響健康的主要威脅因素,目前藉由抗生素和益生菌改變肥胖個體的腸道菌群結構和調節代謝紊亂治療肥胖。

研究中從赤芝中提取出一種水提取物(WEGL),並將其添加到高脂飲食誘導的肥胖小鼠食物中。肥胖小鼠表現出體重下降,炎症改善,胰島素敏感性增加等獲益表型,對其腸道微生物進行16S定​​序發現這些小鼠的腸道菌群生態紊亂得到了逆轉,除此之外,小腸屏障的完整度得以維持,還降低了代謝性內毒素血症的表現。藉由糞菌移植的方法將WEGL處理的小鼠的糞便轉移到高脂飲食誘導的肥胖小鼠中進行驗證,肥胖小鼠表現出抗肥胖,調節腸道菌群的作用。

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圖3 不同飲食小鼠的腸道微生物PCoA分析

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圖4 糞便移植小鼠的腸道微生物PCoA分析

注:Chow為正常食物,HFD為高脂肪食物


 

案例三. 水稻根系微生物群落結構(PNAS, 10.1073/pnas.1414592112)


論文中研究了不同生長條件下的水稻根際微生物,包括近根土壤微生物、根表微生物及根內生菌三部分。結果顯示,在溫室條件下,各部分微生物的組成與土質來源及水稻基因型有關;而在大田種植條件下,地理位置以及耕作方式(傳統耕作、有機耕作)是影響各部分微生物組成的最重要元素。水稻種植過程中帶來的甲烷污染是一個全球性的環境問題,此研究發現各部分根際微生物中都可發現產甲烷古菌。研究中說明了與甲烷循環有關的微生物群體。

Root-associated microbial 

圖5 不同來源土壤及根際各部分菌群結構分析


圖爾思生物科技 / 諾禾致源文案

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