慢性砷暴露對小鼠腸道菌群的影響及?；撬岬淖饔?pdf

1、研究背景：
　　砷是存在于自然界中的一種常見有毒非金屬，在巖石、土壤、水和空氣中均有分布。慢性砷中毒會引起貧血、感覺運動周圍神經(jīng)病變、心血管功能受損等臨床癥狀，還與很多疾病有關(guān)，例如動脈粥樣硬化、膀胱癌、肝癌、腎癌、肺癌等[1]。人類腸道中微生物數(shù)目大概為體細胞數(shù)的十倍之多，總數(shù)龐大的腸道菌群功能越發(fā)多樣，參與很多人體正常的生理代謝活動并維持腸道內(nèi)外穩(wěn)態(tài)平衡，同時腸道菌群也容易被有毒物質(zhì)、飲食、細菌或病毒、抗生素、外界環(huán)境等因素影

2、響[2]。腸道菌群能夠通過一系列的氧化還原反應(yīng)代謝來轉(zhuǎn)化有害物質(zhì)帶來的損傷[3]，目前胃腸道中的砷代謝研究并不清晰。高通量測序技術(shù)是將某一目的基因或基因組序列測序，進行文庫信息比對確定分類學組成和相對豐度的概況，能夠分析所有可擴增出的基因序列所含有的信息，應(yīng)用于腸道菌群的分類學測定可克服傳統(tǒng)細菌培養(yǎng)某些厭氧菌不能被分離而無法定性分類的缺點，并且準確性提高能夠完整的反映整個群落結(jié)構(gòu)信息，耗時短，工作量小。ars1操縱子在砷氧化反應(yīng)中是不可

3、或缺的，acr3基因編碼的兩種不同的Acr3反向轉(zhuǎn)運體acr3-1和acr3-2定位于ars兩個不同的操縱子[4]，所以推測acr3-1和acr3-2基因的表達可能與砷抗性有關(guān)。?；撬崾且粋€結(jié)構(gòu)簡單的β氨基酸，有研究顯示?；撬嶙鳛榍绑w參加代謝活動，有抗氧化作用、與異生物質(zhì)結(jié)合等作用[5]，利用?；撬岬目寡趸蕴骄科渑c砷的氧化是否有影響作用，并且牛磺酸本身對腸道菌群是否有影響也未明確定論，有研究顯示牛磺酸增加腸道有益菌的豐度，減少腸道有害

4、菌的數(shù)量，增加短鏈脂肪酸的含量，降低脂多糖的濃度，對腸道健康有積極的影響[6]，因此本文在腸道菌群探索牛磺酸是否能夠抵抗砷氧化的不利影響。
　　目的：
　　探討慢性砷暴露對小鼠腸道菌群的影響及?；撬釋ι楸┞赌c道菌群的影響。
　　方法：
　　1.成年雄性昆明小鼠，體重18-22g左右，20只，分為四組，每組五只。對照組給予純凈水飲用，砷處理組飲用水中添加4mg/L三氧化二砷（As2O3），?；撬峤M給予?；撬峁辔?5

5、0mg/kg體重，每周兩次，砷加?；撬峤M飲用水中給予4mg/L As2O3并且給予牛磺酸灌胃150mg/kg體重，每周兩次。
　　2.分別在四個月時收集小鼠新鮮糞便，對糞便基因組的總DNA進行抽提，測定純度及基因組的完整性。
　　3.用提取的細菌DNA進行PCR擴增16s rDNA V4區(qū)基因組DNA。
　　4.16s rDNA高度可變區(qū)高通量測序分析腸道菌群的組成。
　　5.實時定量PCR分析與抗砷性有關(guān)的基因

6、acr3-1和acr3-2拷貝變化。
　　結(jié)果：
　　1.砷處理組、砷加?；撬崽幚斫M和牛磺酸組在總體群落多樣性程度和豐富度水平上與對照組均無顯著性差異。在三個處理組中擬桿菌門的豐度增加，且牛磺酸組增加最多。厚壁菌門的百分比在三組中均有所降低，?；撬峤M厚壁菌門的百分比降低較兩外兩組多。變形菌門的百分比在三個處理組中均降低，且砷和?；撬峁餐饔媒M降低略多，可能是由于砷和?；撬峋軐е伦冃尉T的降低，共同作用的結(jié)果。毛螺菌科在砷暴

7、露組百分比降低。葡萄球菌屬、矮椰子菌屬、糖多孢菌屬、顆粒鏈球菌屬、Turicibacter和密螺旋菌屬百分比在含砷組均有顯著性的降低，并且在砷加?；撬峤M中均恢復(fù)。脫硫弧菌屬百分比在?；撬峤M顯著降低。黃桿菌屬百分比在砷組顯著升高，在砷加?；撬岬靡曰謴?fù)，而?；撬釂为氉饔媒M黃桿菌屬的百分比增加。四個組百分比較高的群落代謝功能沒有顯著性的改變。
　　2.經(jīng)慢性砷暴露處理后小鼠acr3-2基因的拷貝數(shù)與對照組相比有顯著的下降，加入?；撬岷骯

8、cr3-2基因拷貝數(shù)恢復(fù)到正常水平。acr3-1基因的拷貝數(shù)與對照組相比無顯著性差異。
　　結(jié)論：
　　1．4mg/L三氧化二砷暴露對昆明小鼠腸道菌群總體的多樣性和豐富度水平無顯著影響。
　　2．?；撬釋ι閷е碌钠咸亚蚓鷮?、矮椰子屬、糖多孢菌屬、顆粒鏈球菌屬、Turicibacter和密螺旋菌屬的豐度降低有恢復(fù)作用。
　　3．牛磺酸可降低腸道致病菌脫硫弧菌屬的豐度。
　　4．慢性砷暴露導致acr3-2基因拷