香蕉抗性淀粉对人源小鼠肠道放线菌与脂肪代谢调控机制研究

人类肠道中的微生物在宿主免疫应答、肠道抵抗病原微生物、炎症发生、肠道物质转化、能量代谢等方面起着重要作用。Gordon发现其中放线菌门微生物占能量代谢基因总数75%，在宿主能量代谢中起举足轻重的作用。本研究将通过建立放线菌悉生小鼠和人源菌群小鼠模型，克服以人为对象研究时无法精确控制食物成分的影响,以能促进肠道菌群产生SCFA（短链脂肪酸）的香蕉抗性淀粉为调节手段，重点研究以双歧杆菌为代表的放线菌与SCFA的互作关系，SCFA、放线菌菌群与脂肪累积之间的量效关系。最后运用基于多变量统计分析方法，将SCFA与脂肪累积的数量变化，同肠道放线菌菌群结构和组成变化进行整体关联分析，得出放线菌与脂代谢之间的真实互作关系，明确香蕉抗性淀粉的菌群调节功能。阐明香蕉抗性淀粉对人源小鼠肠道放线菌与脂肪代谢调控机制。

1.项目的背景：.结肠微生物菌群在门水平上多样性较低，只有放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形菌门等4个门比较常见。其中拟杆菌门和厚壁菌门为优势菌群。益生菌通过分解RS益生元，产生SCFA，防止病原微生物感染，预防结肠癌，抑制脂肪积累。.2.主要研究内容：.1）用放线菌”门”特异性引物，参照DGGE技术对调控过程中放线菌多样性变化进行研究。.2）以无菌昆明小鼠作为受体鼠，移植健康成人粪便内容物，构建HFA模型小鼠，研究小鼠肠道中菌群变化规律。.3）研究人源小鼠肠道中优势菌群、放线菌菌群对香蕉抗性淀粉的响应方式、SCFA量与脂肪累积的数量关系。.4）主要探讨放线菌门肠道菌群同香蕉抗性淀粉之间的互作关系，放线菌门与脂代谢之间的互作关系。.5） 对人源菌群小鼠（HFA），利用香蕉抗性淀粉饲喂小鼠，粪便进行454焦磷酸测序和Illumina测序，分析香蕉抗性淀粉对肠道菌群、放线菌群的多样性变化的影响与响应机制。.3.重要结果、关键数据及其科学意义.本研究利用SPF级小鼠、HFA小鼠动物模型，通过PCR-DGGE技术、illumina测序技术、454焦磷酸测序技术和荧光定量PCR等分子生物学技术研究了抗性淀粉对小鼠肠道菌群结构的影响，并测定了其他常规血清学指标，探究香蕉抗性淀粉（RS）对小鼠脂肪代谢的影响：.(1) RS可抑制小鼠体重增长，降低血糖、胆固醇、HDL和脂重，增加胰岛素敏感性。对高脂饮食引起的肝脏脂肪变性和脂肪细胞面积变大有显著缓解作用。.(2) RS对小鼠肠道菌群、放线菌具有调控作用。.(3) 从illumina测序可以看出：普通饮食下，拟杆菌数量占绝对优势。但高脂饮食下，拟杆菌数量有所下降；不同浓度的RS干预后，拟杆菌的数量有所恢复，乳杆菌和双歧杆菌的量与抗性淀粉浓度有剂量依赖关系。.(4) RS饮食显著增加小鼠盲肠重量，增加结肠中乙酸和丁酸的含量，但对丙酸含量无影响。.(5) 通过454测序：优势菌群主要集中在厚壁菌门，拟杆菌门，放线菌门，与一般的直接测定人肠道粪便的结果在门水平的多样性相比，优势菌群没有大的变化。HFA菌群定植成功。.(6) 通过Mouther软件分析，共得到unique序列 1200多条，这些序列说明小鼠种群中共有菌种1200多个，与华大基因结果高度一致，说明人源化小鼠肠道菌群已经成功，用HFA小鼠可以模拟人的肠道菌群微生物区系。