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发稿时间:2017-11-21来源:天昊生物

 

英文题目: comparing microbiotas in the upper aerodigestive and lower respiratory tracts of lambs

中文题目:绵羊肺部微生物

期刊名microbiome           

发表时间: 2017.10.27     

发表单位:英国爱丁堡大学罗斯林研究院和皇家(迪克)兽医研究学院

研究背景

最近,在人类和动物模型中研究了肺微生物在健康和疾病中的重要性。在人类中,最近已证实,肺部微生物是由口腔微生物而来,因此本研究想确定绵羊是否相同。                             


研究对象

40只羊羔(20只雄性和20只雌性)的肺液和上呼吸消化道(口咽)的拭子样本:平均年龄:48.8 天 ± 0.8,平均体重: 20.6公斤±2.6在安乐死之前,唯一的食物来源母羊的乳汁和牧草

样本取样

1口咽取样:羊羔被实施安乐死然后从农场运送到解剖室,使用棉拭子进行口咽取样,拭子储存在保护性塑料套中,拭子在采样点前后擦拭一次,然后拭子转移到另外一个新的保护性塑料套中(内含500μl pbs)并储存在冰上。口咽拭子存储在−80°c直到下一步的dna提取。

2)肺液取样:颈部的腹面被剃光,使用无菌手术刀切开皮肤及皮下组织然后暴露腹面气管,在暴露的腹面部位确定一个采样点,采样点气管使用结扎线和钳夹法完全封闭。选定的采样点加热烧灼,50毫升pbs烧灼部位注入气管腔,pbs会流下胸部的尾部第二个夹子立即放在注射部位尾部,以防止倒流、渗漏和潜在污染。将羊羔尸体倾斜,使pbs流向肺部,然后翻倒,液体聚集在气管腔内直到到第二个夹子的位置。在气管的腹表面烧灼选择一个取样点,然后用针头和注射器收集汇集液。每个样本平均收集4 ± 1.7 ml肺液,然后放在冰上,肺液13000g离心5分钟,弃上清液,沉淀用500μl pbs悬浮。肺液被存储在−80°c直到下一步的dna提取。

技术手段

16s rdna扩增子测序(v2–v3

研究结果

1、 方法质控

平均每个样本得到138,125 ± 29,306条序列,共得到750个otus,good’s coverage指数为99.9%,表明样本中99.9%的细菌被鉴定到。

2、 羔羊口咽拭子分为两种不同群落类型

使用拉普拉斯近似分析可以将40个羔羊口咽拭子样本基于细菌种类分为两个独立组:口咽型拭子和瘤胃型拭子(图1, 2),口咽型拭子主要由巴斯德菌科(22%), 曼氏杆菌(14%),梭杆菌 (11%), bibersteinia trehalosi (8%), 奈瑟杆菌(7%), 莫氏杆菌(6%), 比伯斯坦杆菌 (5%) 。而瘤胃型拭子主要包括普雷沃菌属(36%)、梭菌目(11%),7%)、毛螺菌科(6%)和丁酸弧菌属(6%)。口咽型拭子和瘤胃型拭子在微生物多样性方面没有显著差异。

3、 叉状分枝的口咽菌群与不同肺菌群结构相关

肺液样品最常见的otus马胃葡萄球菌;13%),金黄色葡萄球菌6%)、曼氏杆菌5%)和普雷沃菌属5%)。使用拉普拉斯近似分析肺液没有像口咽样本分成2个组,然后手工将肺液分成与拭子各自相同的两组:口咽型瘤胃型(图1, 2):例如普雷沃菌和鞘氨醇杆菌是羊羔指示菌,其来源于瘤胃型拭子噬氨副球菌也是羊羔指示菌,其则来源于口咽型拭子比较瘤胃型拭子优势otus比例和其在肺样本中的相应比例平均而言这些otus在肺中的比例如下:普雷沃菌(5%)、梭菌目(2%),ruminococcaceae3%),毛螺菌科(1%)和丁酸弧菌属(1%)。总体看来,羊羔肺部菌群与口咽菌群结构不同。



 

1  pcoa 分析显示羔羊口咽拭子样本基于细菌种类分为两个独立组(红色和紫色),肺液样本分成相同的组(绿色和橙色)肺液样本和口咽样本明显分别聚集。

 

2  羊羔肺液、口咽拭子,提取试剂盒和pbs对照组发现的otus。绿色划分瘤胃细菌群落的口咽拭子;红色:划分口咽型细菌群落的口咽拭子;粉红色:划分瘤胃细菌群落的肺液;蓝色:划分口咽型细菌群落的肺液

4、 肺特有菌群的存在

指示菌种分析确定数个otus在肺液中相对于口咽拭子更显著富集(表2)。开始认为试剂污染是导致的这个结果,因为相对于口咽拭子样本,试剂污染会对肺液样本产生更大的影响,由于其较低的生物量。然而当检查指示菌种时,发现大多数样品中这些otus的比例并不完全相同。在这些指示菌种,最常见的是葡萄球菌,其在肺液中的比例为13.3%,其在对照组和口咽拭子样本中比例非常少。

2  示菌种分析确定数个otus在肺液中相对于口咽拭子更显著富集

 

结论

  口咽拭子样本通常被与瘤胃常见细菌(瘤胃型)或上呼吸消化道常见细菌(口咽型)所主导。

  肺部微生物不同于上呼吸消化道或对照,在肺液中发现了一些瘤胃相关细菌,表明其确实吸入了瘤胃细菌。

●  还发现了几种细菌,它们在肺液中比上呼吸道分泌物中更丰富,其中最主要的为葡萄球菌。

  与人类相反,发现羊羔肺部与上呼吸消化道菌群并不相同,认为这可能与绵羊与人类生理和解剖学上的差异有关。

 


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