蒙古族肠道核心菌群及其与饮食关联性研究

【摘要】肠道菌群与人体形成了密不可分的互惠共生关系,它的平衡稳定与宿主的营养物质加工、能量代谢、免疫调节、胃肠道上皮细胞更新等重要生理活动息息相关。蒙古族起源于公元7世纪的额尔古纳河东岸,是东亚主要民族之一,同时也是蒙古国的主体民族。蒙古族鼎盛时期,将我国领土扩展到中亚和南俄罗斯,使我国成为横跨欧亚的帝国,这极大程度促进了中西方文化交流。传统蒙古族饮食极具特色,肉食、奶食及发酵乳制品在其饮食结构中占很大比重。目前,世界各个地区和民族健康人的肠道菌群结构及核心菌群被广泛报道。然而,对于蒙古族这样一个分布广泛,历史悠久且独具生活饮食特色的民族,迄今为止仍没有关于该民族肠道菌群结构及其与饮食关系的研究报道。本研究应用荧光定量PCR技术和基于16SrRNAV1-V3可变区的高通量测序技术,对采集自蒙古国乌兰巴托市,中央省和肯特牧区的64名蒙古族健康志愿者肠道菌群进行了为期一年(1月,3月,6月,9月和11月,共5次)的动态监测,旨在揭示蒙古族健康人肠道菌群构成及其核心肠道菌群,在此基础上结合饮食调查表,深入分析四季变换的饮食与蒙古族健康人肠道菌群的密切联系。研究结果表明,在门的水平上拟杆菌门(Bacteroidetes,55.56%)、硬壁菌门(Firmicutes,39.53%)、变形菌门(Proteobacteria,2.68%)和放线菌门(Actinobacteria,0.85%)在蒙古族志愿者肠道内含量最高,而硬壁菌门与拟杆菌门的比例值平均值是0.71。在属的水平上,蒙古族健康志愿者肠道内含量最高的是普氏菌属(Prevotella)。而基于荧光定量PCR的菌属定量结果显示,拟杆菌属,双歧杆菌属,肠杆菌类群,普氏菌属,乳杆菌属和普拉梭菌属在每克粪便中的基因拷贝数取对数后分别为9.61±0.13,8.02±0.85,7.59±0.21,9.66±0.17,6.53±0.18和10.34±0.71个。基于更精细水平的OTU分析结果显示,蒙古族肠道内存在核心菌群,它们分别隶属于：Prevotella、Bacteroides、Faecalibacterium、Ruminococcus、Subdoligranulum和Coprococcus。通过与KEGG数据库预测比对,我们发现这些核心菌群主要参与了糖酵解,脂肪酸代谢,半乳糖代谢,丙氨酸及谷氨酸代谢,精氨酸及脯氨酸代谢,淀粉及蔗糖代谢,碳代谢和硫胺素代谢。基于微生物群落α和β多样性的分析结果证实居住于蒙古国乌兰巴托市、中央省和肯特牧区的蒙古族肠道菌群构成差异显著,而差异显著的菌属为：Prevotella、Solobacterium、Succinivibrio、Shigella、Olsenella、Lactobacillus、Bacteroides、Oscillibacter、Roseburia和Coprococcus等。通过统计食频调查表,我们发现乌兰巴托地区蒙古族志愿者食物种类丰富,饮食结构稳定。肯特牧区牧民食物种类匮乏,饮食结构季节性很强,波动极大。而中央省志愿者居民生活水平和饮食结构都介于上述两个地区之间。基于不同采样时间的肠道菌群分析结果与食频调查表结果具有高度一致性,乌兰巴托市居民一年四季肠道菌群结构稳定,而肯特牧区牧民肠道菌群结构随季节变迁变化显著。而基于普氏分析的结果也显示,蒙古族饮食结构及其肠道菌群结构相关性密切。由此,我们判断,四季变换的饮食是蒙古族肠道菌群结构变化的主要因素。
【作者】张家超；
【导师】张和平；
【作者基本信息】内蒙古农业大学，农产品加工及贮藏工程，2014，博士
【关键词】蒙古族；肠道菌群；高通量测序；

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