文档介绍：上海交通大学
硕士学位论文
膳食诱导肥胖大鼠的肠道菌群结构研究
姓名:张翼
申请学位级别:硕士
专业:生物化学与分子生物学
指导教师:张晓君
20090101
上海交通大学理学硕士学位论文摘要
膳食诱导肥胖大鼠的肠道菌群结构研究
摘要
近十几年以来,肥胖人群的数量增长速度惊人,肥胖及其导致的糖
耐量异常、胰岛素抵抗甚至 II 型糖尿病等一系列代谢性综合症,已经严
重影响到了人类的健康水平和生活质量。尽管许多研究表明,某些类型
的肥胖可能和基因的突变有关,但是由于在短期内人类的基因型不可能
发生重大的改变,所以目前肥胖研究者们已经将注意力集中到导致全球
肥胖盛行的可能环境外因上。而作为人类后天获得的“第二基因组”,肠
道微生物群落和宿主存在着互惠互利的共生关系;已有研究表明,由于
肠道菌群的存在能提高宿主从食物中摄取能量的效率、调控脂肪代谢以
及引起低水平的慢性炎症反应,从而导致体重的增加和肥胖的发生。因
此,探索肠道微生物与肥胖之间的关系日益成为国际学术界关注的焦点。
本研究将同一批远交群 SD 雄性大鼠随机分成两组,第一组大鼠喂食
高脂饲料(HFD),为膳食诱导肥胖(DIO)组;第二组大鼠喂食正常饲料,
为对照组。从分组时的零时刻开始每周采集上述两组共 13 只大鼠的粪便
样品,共持续 7 周。采用 ERIC-PCR、群落杂交、实时定量 PCR 和变性梯
度凝胶电泳(DGGE)等分子生态学技术结合主成分分析(PCA)、偏最小
二乘分析(PLS)等多变量统计分析方法对造模前后样品的肠道菌群结构
进行分析,试图揭示高脂饮食和正常饮食状态下菌群结构的变化和差异,
并试图找到能够区分这种差异的关键因素和分子标记。
本研究首先利用 ERIC-PCR 结合群落杂交对膳食诱导肥胖大鼠肠道菌
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上海交通大学理学硕士学位论文摘要
群的结构特征及分子标示物进行了研究。对两组大鼠粪便菌群总 DNA 进
行 ERIC-PCR 和群落杂交揭示菌群结构的差异,结合多变量统计分析找出
造成差异的关键条带,回收并对关键条带测序以鉴定该序列在系统发育
上最接近的微生物物种,最后针对该片段的序列设计特异性引物进行荧
光定量 PCR 对上述结果进行验证。结果发现高脂膳食组大鼠的肠道菌群
结构与对照组有着显著的差异;找到了一种仅仅出现在高脂膳食组的序
列,这一特异序列可作为膳食诱导肥胖大鼠肠道菌群的分子标记物。
本研究还对膳食诱导肥胖大鼠肠道菌群中的双歧杆菌类群进行了研
究。通过双歧杆菌类群特异 PCR-DGGE 技术阐明两组之间双歧杆菌类群种
类的差异,利用荧光实时定量 PCR 技术对两组间双歧杆菌数量的差异进
行比较,最后回收并对差异条带进行测序,确定其系统分类地位。结果
发现两组之间的双歧杆菌类群组成结构上存在差异,鉴定出一条主要的
差异条带与 Bifidobacterium minimum 存在着 100%的相似性,提示这种
细菌可能与肥胖有一定的关系。
通过上述研究,揭示了膳食诱导肥胖大鼠的肠道菌群结构与正常大
鼠存在的差别,找到了一种肥胖大鼠的特异基因片段;分析了双歧杆菌
类群组成结构上的差异,鉴定出一种导致两组之间差异的双歧杆菌。这
些结果对理解肥胖与宿主微生物肠道菌群之间的关系具有一定的参考价
值。
关键词:肥胖、高脂膳食、肠道菌群、双歧杆菌、ERIC-PCR、DGGE
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上海交通大学理学硕士学位论文 ABSTRACT
Researches on the Gut Microbiota
Structure of Diet-Induced Obesity Rats
ABSTRACT
In recent decades, the population with obesity has increased in an
astonishing speed. Obesity and the related disorders, including type II
diabetes, hypertension, cardiovascular pathology and nonalcoholic fatty liver
disease, hazard enormously the health and the life quality of the humanity.
Although there are a lot of researches which demonstrate the relationship
between obesit