2017-02-22
派森諾生(sheng)物在豬腸(chang)道微生(sheng)物組(zu)研究領域已積累了(le)豐富的(de)經(jing)驗。繼(ji)2015年與南京農業大學合作，在《Scientific Reports》發表相關論文之后，本月又再度牽手，再次登陸《Scientific Reports》（最新影響因子5.228），進一步揭示了糞腸球菌（Enterococcus faecalis）在豬腸道(dao)中類似于抗(kang)生素的生理作(zuo)用。
研究背景
抗生素可謂是一把雙刃劍。一方面，它能幫助我們人類和動物遠離致病微生物的感染；另一方面，對抗生素的過度依賴又致使微生物形成廣泛的抗生素抗性機制，甚至出現了“超級細菌”。因此，抗生素已被視為人類和動物健康的直接威脅之一。而在豬的飼養繁殖過程中，抗生素已被廣泛使用50余年，以應對多種傳染病的侵襲(xi)，使其得以健康成長。因此，尋找抗(kang)生素的可靠替代品，并改善人類(lei)和動物的健康已迫在眉睫(jie)。
研究目的
糞腸球菌（E. faecalis）是腸道內常見的乳酸產生菌，有潛在的益生作用，并能分泌細菌素，抑制致病菌的生長。此項研究的前期實驗結果已表明，在斷奶仔豬的飼料中適量添加糞腸球菌UC-100菌株（200 g/t，≥ 1 × 1010CFU/g）能有效降低仔豬(zhu)腹瀉的概率，起到類似(si)于(yu)抗生素治療的效果，但該菌株如何影響腸道(dao)微生物組、進(jin)而改善動物健康(kang)，仍需(xu)進(jin)一(yi)步研(yan)究。本研(yan)究即(ji)以此為(wei)出發點，評價該菌株與抗生素對于(yu)腸道(dao)菌群的影響效果及其(qi)異(yi)同。
研究方法
測序技術：Illumina MiSeq高通量測序平臺
測序模式：微生物組16S rRNA基因V4區測序
實驗對象：25日齡斷奶仔豬
實驗設計：正常飼料組、抗生素添加組、糞腸球菌添加組各4頭，并采集飼喂0天、14天、28天的糞便樣本
研究結果
對36份豬糞便樣本進行高通量測序，共獲得2,355,992條序列，每樣本平均獲得51,298條高質量序列，并在97%的序列相似度水平歸并為9,966個OTU，共包含21個門。其中，Firmicutes門占有絕對優勢地位，占總體測序量的85%以上；Tenericutes和Bacteroidetes門次之，但相對豐度只占1%左右。
三組仔豬在飼喂0天、14天、28天的腸道微生物組多樣性（ACE指數和OTU數）比較。由圖可知，在任一時間點，糞腸球菌添加組和抗生素添加組的多樣性水平均無顯著差異。
Weighted UniFrac PCoA分(fen)析顯示，在飼喂(wei)14天（圖A-C）和28天（圖D-F）時，糞腸球菌添加組和抗生素添加組的腸道菌群組成并無顯著差異。雖然在飼喂14天時，兩組樣本在PC3主坐標方向上有區分趨勢，但并未達到差異顯著性（圖B-C，P = 0.063）。
Fibrobacteres門在飼喂28天(tian)的(de)正常(chang)飼料組(zu)(zu)中的(de)豐度激增，但在(zai)糞腸(chang)球菌添加組(zu)(zu)中豐度顯(xian)著降低。在(zai)任一時間點，該門的(de)豐度在(zai)糞腸(chang)球菌添加組(zu)(zu)和抗生(sheng)素添加組(zu)(zu)中無顯(xian)著差異。
飼喂28天時，相對于正常飼料組，在糞腸球菌添加組和/或抗生素添加組豐度發生顯著變化的細菌屬，但這些屬的豐度在糞腸球菌添加組和抗生素添加組間并無顯著差異。
總結
本研(yan)(yan)究(jiu)的(de)一大(da)特色(se)在于(yu)，并不執(zhi)著(zhu)于(yu)想方設(she)法(fa)證(zheng)明(ming)“組間差(cha)異(yi)”有多顯著(zhu)，而是通過多樣性和豐(feng)度比較，證(zheng)明(ming)糞腸球菌(jun)添加組和抗(kang)生素添加組的(de)菌(jun)群無明(ming)顯差(cha)異(yi)，從(cong)而提示我們，糞腸球菌(jun)有較大(da)潛力(li)發(fa)展成為抗(kang)生素的(de)有效(xiao)替代品。這一研(yan)(yan)究(jiu)新思(si)路對于(yu)微生物組的(de)大(da)數據(ju)分析(xi)的(de)啟發(fa)很大(da)！
本研究的測(ce)序和數據分析(xi)工(gong)作由上海派森諾生物科(ke)技股份有(you)限公司(si)完成。
文章索引：
Li, P., Niu, Q., Wei, Q., Zhang, Y., Ma, X., Kim, S.W., Lin, M., and Huang, R. (2017). Microbial shifts in the porcine distal gut in response to diets supplemented with Enterococcus Faecalis as alternatives to antibiotics. Scientific Reports 7, 41395. doi: 10.1038/srep41395
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