李菁菁 張旨軒 王子言 劉 巖 霍春恒 石秋月 陳 菊 韓姣姣 蘇秀榕

基于高通量測(cè)序技術(shù)解析鰹魚(yú)()魚(yú)油和魚(yú)白調(diào)控腸道菌群結(jié)構(gòu)作用*

李菁菁1, 2張旨軒1, 3王子言1, 3劉 巖1, 3霍春恒1, 3石秋月1, 2陳 菊1, 2韓姣姣1, 3蘇秀榕1, 3①

(1. 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全危害因子與風(fēng)險(xiǎn)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 寧波 315211; 2. 寧波大學(xué)食品與藥學(xué)學(xué)院 寧波 315832; 3. 寧波大學(xué)海洋學(xué)院 寧波 315832)

本研究利用高通量測(cè)序技術(shù)分析小鼠喂食鰹魚(yú)()魚(yú)油和魚(yú)白酶解液后腸道微生物的多樣性、群落組成以及結(jié)構(gòu)的變化, 探討高蛋白、高脂肪飲食對(duì)人類健康的影響。研究結(jié)果顯示: 喂食魚(yú)油組小鼠的腸道微生物豐富且多樣。在門水平上, 對(duì)照組和魚(yú)油組的優(yōu)勢(shì)菌門為擬桿菌門(Bacteroidetes); 魚(yú)白組的優(yōu)勢(shì)菌門為厚壁菌門(Firmicutes)。在科水平上, 對(duì)照組和魚(yú)油組中的優(yōu)勢(shì)菌科為Muribaculaceae; 魚(yú)白組中的優(yōu)勢(shì)菌科為毛螺菌科(Lachnospiraceae)。在屬水平上, 對(duì)照組和魚(yú)油組中的優(yōu)勢(shì)菌屬為; 魚(yú)白組中的優(yōu)勢(shì)菌為; 對(duì)照組、魚(yú)油組和魚(yú)白組小鼠的腸道微生物群落中瘤胃球菌屬()和擬桿菌屬()等豐度較高。在種水平上, 對(duì)照組和魚(yú)油組中的優(yōu)勢(shì)菌為; 魚(yú)白組中的優(yōu)勢(shì)菌為解糖梭菌()。研究結(jié)果證明鰹魚(yú)魚(yú)油和魚(yú)白可以調(diào)節(jié)菌群結(jié)構(gòu)和組成, 增加腸道有益菌, 減少病原菌的豐度等。

鰹魚(yú)()魚(yú)油; 魚(yú)白酶解液; 高通量測(cè)序; 腸道菌群; 益生菌

鰹魚(yú)()屬于輻鰭魚(yú)綱(Actinopterygii)、鱸形總目(Percomorpha)、鯖亞目(Scombroidei)、鯖科(Scombridae)、鰹屬(), 是金槍魚(yú)的一種。其魚(yú)油是魚(yú)體內(nèi)肝油、體油和腦油在內(nèi)的所有油脂類物質(zhì)的總稱(張?jiān)浦竦? 2012), 可作為一種功能食品, 富含二十二碳六烯酸(DHA), 具有提高人體免疫力、調(diào)節(jié)血脂、預(yù)防老年癡呆、減肥和預(yù)防脂肪肝等功能(楊洋等, 2010; 李啟艷等, 2016; 謝珍等, 2017)。Cui等(2017)證實(shí)了鰹魚(yú)魚(yú)油改善高脂小鼠腸道菌群結(jié)構(gòu), 可有效預(yù)防肥胖。魚(yú)白是魚(yú)的精巢, 富含蛋白質(zhì), 其中魚(yú)精蛋白較為豐富, 它是自然界中最簡(jiǎn)單的一種堿性蛋白質(zhì), 不僅具有廣譜抑菌活性(傅紅霞等, 2003), 還具有止血、促消化、降血壓和抑制腫瘤生長(zhǎng)等生理功能(杜榮茂等, 2003)。研究表明, 魚(yú)精蛋白中含有豐富的脫氧核糖核酸(DNA), 是提取DNA較好的材料(王建, 2003)。魚(yú)精蛋白水解時(shí)能產(chǎn)生85%左右的精氨酸(謝安等, 2016)。在醫(yī)學(xué)方面, 精氨酸具有增強(qiáng)免疫力、改善肝功能、提高精力等作用, 而且是治療男性疾病較好的保健食品(雷曉青等, 2009)。不飽和脂肪和功能蛋白質(zhì)均是維持人類生命不可缺少的物質(zhì), 除了能夠通過(guò)代謝物調(diào)控各類細(xì)胞因子提高免疫力外, 還可能對(duì)腸道微生物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響, 對(duì)人體健康也起到一定作用。腸道是人體重要的消化器官, 也是人體最大的排毒器官, 也是微生物生長(zhǎng)發(fā)育的基質(zhì), 具有維持身體正常免疫功能和防御作用(翟齊嘯等, 2013)。鑒于此, 本文基于高通量測(cè)序技術(shù), 研究了鰹魚(yú)魚(yú)油和魚(yú)白對(duì)小鼠腸道菌群的作用, 為預(yù)防疾病、增強(qiáng)體質(zhì)、合理規(guī)劃飲食提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

鰹魚(yú)魚(yú)油和魚(yú)白取自寧波今日食品有限公司。ICR雄性小鼠和常規(guī)飼料購(gòu)自浙江省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[SCXK(浙江)2014-0001(編號(hào): 1605200003)]。堿性蛋白酶(20萬(wàn)U/g)、動(dòng)物蛋白水解酶(20萬(wàn)U/g)、胰蛋白酶(4000 U/g)、風(fēng)味酶(20萬(wàn)U/g)、中性蛋白酶(20萬(wàn)U/g), 均購(gòu)自廣西南寧龐博生物工程有限公司。E.Z.N.A.? Soil試劑盒, 購(gòu)自O(shè)mega生物公司?；|(zhì)輔助激光解離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF/TOF 5800, 美國(guó)AB SCIEX公司)。實(shí)驗(yàn)用化學(xué)試劑購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán); 氣質(zhì)聯(lián)用儀購(gòu)自美國(guó)Agilent公司和北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。魚(yú)白酶解液為實(shí)驗(yàn)室自制。

1.2 方法

1.2.1 酶解魚(yú)白 經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)確定, 魚(yú)白酶解以溫度55 °C, 酶解時(shí)間5 h, 料液比1︰4, 加酶量2% (堿性蛋白酶:風(fēng)味蛋白酶 = 2︰1)的條件進(jìn)行酶解。酶解完成后, 在100 °C滅活10 min, 再將溶液以4000 r/min的條件離心10 min。然后除去沉淀物, 超濾截留分子量小于2 kDa的上清。利用冷凍干燥機(jī)將上清凍干24 h制備多肽粉。

1.2.2 多肽組成分析 將40 μL的上清液, 稀釋20倍, 取出1 μL樣品, 點(diǎn)在5800靶板上, 待干燥后再將1 μL CHCA基質(zhì)添加到樣品點(diǎn)上進(jìn)行結(jié)晶干燥, 用MALDI TOF/TOF 5800質(zhì)譜儀分析結(jié)晶的樣品以獲取質(zhì)譜。離子源加速電壓為20 kV, N2激光器, 337 nm的激光波長(zhǎng), 能量為5800, 離子延遲提取時(shí)間為390 ns, 質(zhì)譜信號(hào)單次掃描累加2000次, 使用多肽校準(zhǔn)品(Peptide II standard kit)離子峰校正(500—3000 m/z), 質(zhì)量掃描范圍500—3000 u。MALDI-TOF MS/MS串聯(lián)質(zhì)譜結(jié)果用本地MASCOT軟件查詢NCBI nr數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索。

1.2.3 魚(yú)白基本營(yíng)養(yǎng)成分

(1) 水分含量測(cè)定采用直接干燥法: 稱取適量剪碎樣品, 置于100 °C下烘干, 直至重量不再變化即可。

(2)灰分含量測(cè)定采用550 °C灰化法: 稱取適量剪碎樣品, 置于550 °C下灰化, 直至重量不再變化即可。

(3) 蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用凱氏定氮儀: 即先用濃硫酸消化適量的樣品, 再通過(guò)凱式定氮儀標(biāo)定含氮量, 計(jì)算蛋白質(zhì)含量。

(4) 脂肪含量測(cè)定采用索氏抽提法: 利用石油醚萃取樣品中的脂肪, 計(jì)算脂肪含量。

1.2.4 魚(yú)油中脂肪酸測(cè)定

(1) 脂肪酸甲酯化: 取魚(yú)油2 mL, 加入1 mL 2 mol/L NaOH-CH3OH溶液進(jìn)行皂化, 漩渦振蕩10 min后50 °C水浴5 min, 冷卻至室溫, 加入2 mL 2 mol/L HCl-CH3OH溶液, 充分振蕩10 min, 于50 °C水浴5 min, 進(jìn)行甲酯化。取上清, 加入2 mL蒸餾水洗凈并去除水層, 用滴管吸出正己烷層, 加入無(wú)水硫酸鈉脫水, 待氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)分析。

(2) 氣相色譜條件: 色譜柱采用DB-WAX聚乙二醇?xì)庀嗝?xì)柱(60.0 m×250 μm×0.25 μm); 載氣為高純氦(純度99.99%), 流速1 mL/min; 進(jìn)樣口溫度250 °C; 升溫程序: 50 °C保持1 min后, 以25 °C/min升至200 °C, 以3 °C/min升至230 °C保持15 min, 再以3 °C/min升至250 °C; 采用不分流模式; 進(jìn)樣量為1 μL。

(3) 質(zhì)譜條件: 離子源: 電子轟擊源(EI); 電子能量: 70 eV; 離子源溫度230 °C, 接口溫度250 °C。監(jiān)測(cè)方式為低速全掃描, 質(zhì)量掃描范圍為45—500 u, 溶劑延遲5 min。

1.2.5 動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 適應(yīng)兩周后, 36只10周齡的ICR雄性小鼠(22±1.0 g), 隨機(jī)分為3組, 每組12只: (1) 對(duì)照組: 每天灌胃等量生理鹽水; (2) 魚(yú)油組: 每天按照600 mg/(kg·d)的劑量灌胃魚(yú)油; (3) 魚(yú)白組: 每天按照400 mg/(kg·d)的劑量灌胃魚(yú)白酶解液; 所有的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均在寧波大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心[SYXK(ZHE 2008-0110)]完成。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及護(hù)理程序都嚴(yán)格遵循寧波大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心(隸屬于浙江實(shí)驗(yàn)動(dòng)物服務(wù)平臺(tái))制定的指導(dǎo)方針?？刂剖覂?nèi)溫度(23±1) °C和濕度(55%±10%), 循環(huán)12 h光照/黑暗(燈光)。每天觀察和記錄動(dòng)物的行為活動(dòng)。40 d后, 將所有小鼠轉(zhuǎn)移到新的無(wú)菌籠中(每籠4只小鼠), 2 h后收集糞便, 保存于–80 °C以備后續(xù)實(shí)驗(yàn)。

1.2.6 腸道微生物的檢測(cè)

(1) 總DNA提取: 按照E.Z.N.A.? Soil試劑盒說(shuō)明書(shū)從小鼠糞便樣品中提取出基因組DNA, 其濃度經(jīng)NanoDrop 2000測(cè)定(Lu, 2018)。

(2) 16S rRNA基因V3—V4區(qū)PCR擴(kuò)增及高通量測(cè)序: 基因組樣品由DNA Qubit 2.0進(jìn)行精確定量后, 使用細(xì)菌16S rRNA基因的V3—V4區(qū)設(shè)計(jì)引物(正向引物為5′-ACTCCTACGGGAGGCAGCAG-3′, 反向引物為5′-GGACTCGTGGGTCTCTAAT-3′)進(jìn)行擴(kuò)增。擴(kuò)增結(jié)束后, 利用1%瓊脂糖凝膠電泳將得到的PCR產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)并切膠回收, 精確定量后由Illumina MiSeq進(jìn)行測(cè)序。

(3) 數(shù)據(jù)分析: 將測(cè)序的數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接、過(guò)濾和剔除嵌合體, 低質(zhì)量的序列被舍棄以得到優(yōu)質(zhì)序列進(jìn)行精準(zhǔn)分析, 優(yōu)化數(shù)據(jù)在相似度為97%的水平下用于操作分類單元(Operational Taxonomic Unit, OTU)進(jìn)行生物信息分析、多樣性分析以及物種組成分析。根據(jù)OTU聚類分析結(jié)果利用GraphPad Prism7軟件和聯(lián)川生物云平臺(tái)軟件繪制各組小鼠腸道微生物的Alpha多樣性圖、群落結(jié)構(gòu)圖、UpSet圖以及PCoA圖。

2 結(jié)果

2.1 魚(yú)白優(yōu)勢(shì)多肽

利用MALDI-TOF/TOF, 在魚(yú)白酶解液中共檢測(cè)出735個(gè)峰, 其中母離子m/z 580.3509的信號(hào)強(qiáng)度最高, m/z 568.0779的信號(hào)強(qiáng)度次之, 其余母離子信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)偏低。因此可以認(rèn)為酶解液中分子質(zhì)量為580.35和568.08多肽的含量占主導(dǎo)地位。將較強(qiáng)的質(zhì)譜峰進(jìn)行二級(jí)質(zhì)譜分析, 對(duì)得到的結(jié)果進(jìn)行譜庫(kù)比對(duì), 得到5個(gè)優(yōu)勢(shì)多肽(表1)。

表1 優(yōu)勢(shì)多肽的鑒定

Tab.1 Identification of superior peptides

2.2 魚(yú)白營(yíng)養(yǎng)成分

魚(yú)白中水分含量較高, 為73.28%±0.73%, 蛋白含量較為豐富, 以濕重計(jì)為15.37%±0.05%, 除去水分后蛋白含量高達(dá)77.90%±0.35%。

2.3 魚(yú)油脂肪酸組成

通過(guò)氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用(GC-MS)檢測(cè)魚(yú)油脂肪酸組成。魚(yú)油的不飽和脂肪酸為72.04%, 其中DHA含量為25.48%, EPA含量為5.36%(表2)。

表2 魚(yú)油的脂肪酸構(gòu)成

Tab.2 Fatty acid composition of tuna oil

2.4 腸道菌群多樣性

通過(guò)16S rRNA基因的V3—V4區(qū)測(cè)序發(fā)現(xiàn), 與對(duì)照組相比, 魚(yú)油組中鑒定出的腸道微生物種類較多, 魚(yú)白組種類較少。采用UpSet圖研究了魚(yú)油和魚(yú)白對(duì)小鼠腸道菌群組成的調(diào)節(jié), 比較各組間獨(dú)有和共有的OTU數(shù)目。對(duì)照組中共檢測(cè)出1881個(gè)OTUs, 特有401個(gè); 魚(yú)油組中共檢測(cè)出2358個(gè)OTUs, 特有892個(gè); 魚(yú)白組中共檢測(cè)出1231個(gè)OTUs, 特有279個(gè)。對(duì)照組、魚(yú)油組和魚(yú)白組共同擁有的OTUs為562個(gè), 占三組總OTUs數(shù)的17.35%(圖1)。

圖1 各組腸道菌群檢測(cè)出的OTU數(shù)量

注: *.<0.05; **.<0.01

2.5 腸道菌群的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

與對(duì)照組相比, 魚(yú)油組中的Chao 1指數(shù)(2634.92±87.64,<0.01)和Shannon指數(shù)(8.45±0.61,>0.05)升高, 說(shuō)明魚(yú)油能增加腸道菌群的豐富度; 魚(yú)白組中的Chao 1值(1758.14±115.09,<0.01)和Shannon值(6.02±0.21,<0.01)顯著降低, 說(shuō)明魚(yú)精蛋白顯著降低了腸道菌群中物種的豐富度以及多樣性(圖2a)。

圖2 小鼠腸道菌群Alpha多樣性和PCoA分析

Fig 2 The gut microbiota alpha diversity and PCoA analysis

注: a. α多樣性; b. PCoA分析; *.<0.05; **.<0.01

通過(guò)加權(quán)主坐標(biāo)分析(Weighted UniFrac PCoA)展示各組間微生物群落結(jié)構(gòu)的差異, 魚(yú)油組和魚(yú)白組均偏離對(duì)照組, 表明飲食魚(yú)油和魚(yú)白都會(huì)使小鼠腸道菌群的結(jié)構(gòu)發(fā)生一定程度的改變(圖2b)。

2.6 腸道菌群的組成特點(diǎn)

與對(duì)照組相比, 在門水平上魚(yú)油組小鼠的厚壁菌門(Firmicutes)和變形菌門(Proteobacteria)的豐度分別從19.57%±1.86%和0.39%±0.34%增加到30.05%±2.01%和1.59%±0.17% (<0.01), 擬桿菌門(Bacteroidetes)的豐度從62.95%±2.36%下降至49.92%±1.45% (<0.01); 魚(yú)白組的厚壁菌門和變形菌門的豐度分別從19.57%±1.86%和0.39%±0.34%增加到74.37%±2.25%和3.56%±0.56% (<0.01), 擬桿菌門的豐度從62.95%±2.36%下降至13.57%±3.27% (<0.01)(圖3)。

與對(duì)照組相比, 魚(yú)油組和魚(yú)白組中的理研菌科(Rikenellaceae)、毛螺菌科(Lachnospiraceae)、瘤胃菌科(Ruminococcaceae)和螺旋桿菌科(Helicobacteraceae)的豐度相對(duì)增加, 而Muribaculaceae和乳桿菌科(Lactobacillaceae)的豐度則降低。對(duì)照組和魚(yú)油組中的Muribaculaceae豐度最高, 分別為58.22%±1.85%和41.62%±1.98%, 魚(yú)精蛋白組小鼠中豐度最大的菌科是毛螺菌科, 為67.62%±2.17%(圖3)。

對(duì)照組的優(yōu)勢(shì)菌屬為(59.04%±1.45%)、乳桿菌屬(, 8.34%±0.55%)、(4.01%±1.01%)和擬桿菌屬(, 2.70%±0.71%)等。與對(duì)照組相比, 魚(yú)油組降低了(41.09%±1.06%,<0.01)和乳桿菌屬(4.41%±0.85%,<0.01)的豐度, 增加了擬桿菌屬(5.07%±0.83%,<0.05)和(5.65%±0.67%,<0.01)的豐度。魚(yú)白組中(10.34%±1.12%,<0.01)和乳桿菌屬(, 0.64%±0.14%,<0.01)豐度顯著降低,(50.84%±0.47%,<0.01)、(7.25%±0.31%,<0.01)、瘤胃球菌屬(, 1.87%±0.13%,<0.01)和(5.52%±0.34%,<0.01)豐度顯著增加(圖4)。

在種水平上, 對(duì)照組的優(yōu)勢(shì)菌為(59.15%±1.62%)和動(dòng)物乳桿菌(, 3.51%±1.40%); 魚(yú)油組中(41.06%±1.92%)和(5.34%±0.49%)為優(yōu)勢(shì)菌,(41.06%±1.92%,<0.01)與對(duì)照組相比豐度顯著降低; 魚(yú)白組中的優(yōu)勢(shì)菌為(10.85%±0.97%)(8.21%±1.33%)(9.41%±1.41%)和解糖梭菌(, 38.94%±1.60%), 與對(duì)照組相比,豐度顯著降低,和解糖梭菌顯著增加(圖5)。

圖3 小鼠腸道菌群門水平和科水平變化趨勢(shì)

圖4 小鼠腸道菌群屬水平變化趨勢(shì)

3 討論

Alpha多樣性是指一個(gè)群落內(nèi)物種的個(gè)數(shù)以及物種的分布, 常用的度量標(biāo)準(zhǔn)包括Chao 1、Shannon、ACE、Simpson、Coverage, 其中Chao 1指數(shù)和Shannon指數(shù)用來(lái)評(píng)價(jià)腸道微生物群落的物種豐富度和多樣性, Chao 1指數(shù)與微生物群落豐富度成正相關(guān), Shannon指數(shù)與群落多樣性成正相關(guān)(Grice, 2009)。本實(shí)驗(yàn)中魚(yú)油組的OTU數(shù)量、Chao 1指數(shù)和Shannon指數(shù)增加, 表明飲食魚(yú)油增加了腸道菌群的多樣性和豐富度; 主坐標(biāo)分析(PCoA)是一種研究數(shù)據(jù)相似性或差異性的可視化方法, 可通過(guò)多變量統(tǒng)計(jì)學(xué)方法PCoA分析, 直觀顯示不同環(huán)境樣品中微生物進(jìn)化上的相似性及差異性。PCoA分析顯示飲食魚(yú)油和魚(yú)白會(huì)引起小鼠腸道微生物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

圖5 小鼠腸道菌群種水平分布

實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示, 魚(yú)油增加了小鼠腸道的厚壁菌門、瘤胃菌科、擬桿菌屬和解糖梭菌的豐度。有研究證明厚壁菌門可以通過(guò)調(diào)節(jié)T細(xì)胞調(diào)控的IL-10來(lái)改善腸道黏膜炎癥, 還具有分解纖維素、產(chǎn)生揮發(fā)性脂肪酸等功能來(lái)提高宿主的營(yíng)養(yǎng)利用率, 維持腸道微生物的生態(tài)平衡(Hooper, 2004; Sears, 2005; Mcdermott, 2013)。瘤胃菌、擬桿菌和梭菌是腸道短鏈脂肪酸(short chain fatty acids, SCFAs)的生產(chǎn)者。有研究表明, SCFAs通過(guò)降低肝臟中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶的表達(dá), 促進(jìn)褪黑激素的合成, 表達(dá)抗氧化活性(Jin, 2015)。研究表明, 腸道微生物群通過(guò)產(chǎn)生SCFAs對(duì)人體產(chǎn)生有益作用, SCFAs的缺乏與肥胖等疾病有關(guān)(Greetham, 2004; Zhao, 2018)。SCFAs會(huì)被吸收到血液中進(jìn)入肝臟, 并在肝臟的能量代謝中發(fā)揮作用(Zhong, 2015)。這些數(shù)據(jù)表明, 產(chǎn)生SCFAs的腸道菌群可通過(guò)減輕炎癥、保護(hù)黏膜免受病原體的損傷而使宿主受益, 并且可以通過(guò)減少腸內(nèi)毒素的分泌而緩解因此導(dǎo)致的肥胖、胰島素抵抗和炎癥(Maslowski, 2009; De Filippo, 2010)。因此, 飲食魚(yú)油具有預(yù)防肥胖、減少腸內(nèi)毒素的分泌、減輕炎癥反應(yīng)和抗氧化等作用而對(duì)人體健康產(chǎn)生益處。

魚(yú)白質(zhì)地柔軟細(xì)膩, 含有大量的魚(yú)精蛋白, 有益于身體健康(郝海燕等, 2009)。與對(duì)照組相比, 魚(yú)白組中的毛螺菌科豐度顯著升高, 在種水平上,顯著降低,和解糖梭菌顯著增加。有研究表明毛螺菌科可以將復(fù)雜的多糖分解為乙酸、丁酸和丙酸, 這些SCFAs調(diào)節(jié)細(xì)胞因子的產(chǎn)生, 在炎癥反應(yīng)和調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)中發(fā)揮作用(李夢(mèng)寒等, 2020)。研究表明,屬于革蘭氏陰性無(wú)芽孢厭氧菌的紫單胞菌屬, 在一些胃腸道疾病如大腸腫瘤和胃癌等檢出增加(張博芬等, 1998; 朱曉敏等, 2005)。屬于家族, 是人類腸道微生物群中最豐富的家族之一, 它含有許多已知的植物降解物和大多數(shù)丁酸產(chǎn)生菌(Haas, 2017)。丁酸屬于腸道短鏈脂肪酸, 與免疫穩(wěn)態(tài)、預(yù)防代謝性疾病以及減少抑郁有關(guān)(Sanna, 2019; Valles-Colomer, 2019)。研究表明,調(diào)節(jié)腸道菌群, 可能對(duì)小鼠產(chǎn)生抗焦慮作用(Zhou, 2016)。解糖梭菌在ATP和Mg2+的反應(yīng)中, 催化O-5處核糖的磷酸化, 可以將生成的D-核糖-5-磷酸酯用于核苷酸、組氨酸和色氨酸的合成, 或用作戊糖磷酸途徑的組成部分。因此, 飲食魚(yú)白可以調(diào)節(jié)腸道微生物群的變化而有益于人體健康。

4 結(jié)論

通過(guò)研究魚(yú)油和魚(yú)白對(duì)小鼠腸道微生物的多樣性以及群落組成的作用, 發(fā)現(xiàn)鰹魚(yú)魚(yú)油和魚(yú)白含有的多不飽和脂肪酸(尤其是DHA)、多肽(YVVSL和YVPSC等)具有明顯增加腸道益生菌的作用, 可以調(diào)節(jié)腸道菌群結(jié)構(gòu)和組成, 增加腸道、、和數(shù)量, 改變腸道微生物多樣性以及群落組成結(jié)構(gòu), 減少病原菌豐度, 從而有益于人體健康。

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REGULATION EFFECT OF TUNA () FISH OIL AND FISH SPERM ON GUT MICROBIOTA STRUCTURE

LI Jing-Jing1, 2, ZHANG Zhi-Xuan1, 3, WANG Zi-Yan1, 3, LIU Yan1, 3, HUO Chun-Heng1, 3, SHI Qiu-Yue1, 2, CHEN Ju1, 2, HAN Jiao-Jiao1, 3, SU Xiu-Rong1, 3

(1. State Key Laboratory for Managing Biotic and Chemical Threats to the Quality and Safety of Agro-products, Ningbo University,Ningbo 315211, China; 2. College of Food and Pharmaceutical Sciences, Ningbo University, Ningbo 315832, China; 3. School of Marine Science, Ningbo University, Ningbo 315832, China)

High-throughput sequencing technology was used to analyze the diversity, community composition, and structure of gut microbes in mice fed with tuna fish oil and fish sperm enzymatic hydrolysis solution. Based on the changes of the gut microbes, the impact of high-protein and high-fat diets on human health was discussed. The results show that the gut microbes of the mice fed with the fish oil group were rich and diverse. At the phylum level, the predominant phylum of the control group and fish oil group was Bacteroidetes; the predominant phylum of the fish sperm group was Firmicutes. At the family level, the dominant family in the control group and fish oil group was Muribaculaceae; the dominant family in the fish sperm group was Lachnospiraceae. At the genus level, the predominant genus in the control group and fish oil group was; the predominant genus in the fish sperm group was; the intestinal microbial community of mice in the control group, fish oil group, and fish sperm group also includedand. At the species level, the dominant bacteria in the control group and fish oil group was; the dominant bacteria in the fish sperm group was. It was determined that tuna fish oil and fish sperm can regulate the structure and composition of the gut microbes, increase the gut beneficial bacteria, and reduce the abundance of pathogenic bacteria, etc.

tuna fish oil; fish sperm enzymatic hydrolysis solution; high-throughput sequencing; gut microbiota; probiotics

* 國(guó)家海洋經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新發(fā)展區(qū)域示范項(xiàng)目, 20161140號(hào)。李菁菁, 碩士研究生, E-mail: 927869621@qq.com

蘇秀榕, 博士生導(dǎo)師, 教授, E-mail: suxiurong@nbu.edu.cn

2020-09-30,

2020-12-22

Q93

10.11693/hyhz20200900271