佤族与汉族人群肠道微生物菌落结构和组分的分化

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:cc_001111
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目的:肠道微生物在人体肠道营养吸收、免疫系统发育以及胃肠道上皮细胞再生等重要生理过程中起着重要作用,与宿主之间建立了密不可分的互利共生关系。佤族是云南省最古老,最具代表性的民族之一,该人群的特点是聚居地集中,主要分布在云南省西盟、沧源、孟连三县,饮食习惯传统而相对单一;而汉族是中国人口最多的民族,在全国甚至全世界范围内均有分布,其饮食模式受到文化交流影响,渐趋多元化。目前,国际上普遍认为饮食、遗传和年龄等因素对肠道菌群结构和组成都有影响。本文旨在通过揭示汉族与佤族健康人肠道菌群结构和组成,探讨造成两个人群之间以及佤族人群内部之间肠道微生物组变异规律及影响因素。方法:本研究应用基于16SrRNA V2可变区的高通量测序技术,对采集自昆明11名汉族健康志愿者和25名佤族健康志愿者的粪便样本进行了测序,并引用了杭州汉族一家四世同堂汉族健康个体肠道微生物研究数据作为对照[1]。结果:研究共得到148,052条可用于分类的高质量16SrRNA基因序列,其中每个样本平均产生的序列数为4112.5 ± 1147.7条;而根据序列相似性97%(相等于细菌种的水平)来进行分类单元划分(Operational taxonomic units,OTUs),一共获得了 19651个OTUs,平均每个样本的OTUs数为545.861 ±155.858个。所有鉴定的细菌OTU可以被归类为14个细菌门类群,其中最占优势的细菌类群为厚壁菌门和拟杆菌门。两个民族的PCoA结果表明43个样本聚类分离程度较好,佤族和杭州汉族的聚类集中而紧凑,而云南汉族的聚类效果较差,分散程度高。我们分析了两个民族肠道微生物菌落在门和属水平上的结构和组成上,发现在主要门类和属上存在显著差异。同时我们还比较了佤族人群内部25个样本的肠道菌群组分,发现主要门类和属类群相似,但丰度上存在差异。对25个佤族人群样本的聚类分析结果显示有三对样本以夫妻为聚类元素进行聚类,有三对以亲缘关系进行聚类,还有三个样本以年龄为聚类因素进行了聚类,表明宿主遗传和年龄对肠道菌群结构具有潜在的影响。而对比佤族家庭间的父亲、母亲和孩子肠道菌群在门和属的结构发现父亲组与孩子组在放线菌门的丰度上存在显著差异,提示母亲和孩子肠道菌群更相似。对比佤族内部一家四口肠道菌群结构后发现同一家庭中成年男性的普氏菌属的丰度要显著高于其在其他成员肠道中的丰度。结论:我们认为从中国人的大遗传背景层面来说,两个人群的遗传背景具有一致性,从群聚类分析结果可知两个人群分别聚类,汉族人群分化比较大。云南汉族志愿在图中呈现了不规律、不集中的聚类现象;杭州汉族和佤族呈现集中聚类现象。从佤族人群和汉族人群的比较可知,汉族与侃族人群之间肠道菌群结构具有差异,这种差异可能是由于生活方式、饮食模式和地理分布等方面共同作用造成的;而通过对比杭州汉族和云南汉族,我们发现地理分布(主要是饮食差异)对肠道菌群结构和组成可能有重大影响。佤族人群的25个健康个体之间肠道微生物在细菌门和属水平上比较表明虽然个体间在主要细菌门和属的类群上相似,但丰度上存在差异。根据聚类分析结果,我们认为相同的饮食、遗传和年龄可能会提高夫妻、父母与子女以及年龄相似的个体间肠道菌群结构的相似度,说明了饮食、遗传和年龄对肠道菌群结构的影响。父母与孩子以及三代同堂家庭成员之间的肠道菌群门和属水平上的差异则说明除了饮食,遗传、年龄和性别对肠道菌群结构均有影响。
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