基于噬菌体扰动研究小鼠结肠菌群的膳食调控机制

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基本信息

  • 批准号:
    31871790
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C2004.食品组分与营养
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

It will be a important direction of food nutrition to keeping health though dietary regulation of colonic flora. Phage is the shaper of the gut microbiota, however, kill-the-winner dynamics model of the relationship between the phage and bacteria is not exist in the health individual. Phage activity would be inactived by dietary polyphenols at lower concentrations, and this would be a key factor to protect the colonic microflora balance. In this study,colon dominant populations Enterococcus faecalis and Escherichia coli will be isolated and purified.Firstly, the phage activity would be test by polyphenols in vitro; Furthermore identification of phage, dual culture and qPCR would be used for analysis flora diversity and dominant populations quantities after the bacteira in mice faces attacted by phage. Then, the diversity of phages and gut flora in the colon will be analysised by the FLX454 sequencing technology after themice intake different concentrations of polyphenols, so as to prove dose-dependance of colon phages and dominant flora to tea polyphenols diet and its relevance. Relationship of tea polyphenols-phage-colonic microflora and the mechanism of the of colonic microflora regulation by phages though dietary regulation would be revealed.
结肠菌群的膳食调控将是未来食品营养的一个重要研究方向。噬菌体是结肠菌群结构的塑造者,但健康个体结肠中噬菌体-宿主细菌Kill-the-winner动力学模型并不常见。膳食多酚在较低浓度下可钝化噬菌体活性,极有可能是解释噬菌体结肠侵染悖论的关键因子。本研究通过结肠优势种群粪肠球菌和大肠杆菌噬菌体对宿主菌(纯培养)、小鼠粪便体外发酵(菌群多样性环境)以及小鼠结肠菌群(兼具菌群多样性和免疫环境)进行攻击实验,获得结肠环境膳食多酚干扰噬菌体侵染循环假说的实证证据;同时,采用FLX454测序获得的结肠噬菌体与细菌宏基因组深度测序数据分析噬菌体和结肠菌群结构变化,并结合qPCR技术验证优势种群的数量变化,明确噬菌体侵染受茶多酚采食影响的量效关系,获取噬菌体和结肠菌群结构之间的对应关系,在此基础上揭示茶多酚-噬菌体-结肠菌群三者的相关关系,阐明膳食多酚通过噬菌体调控结肠菌群结构的膳食调控机制。

结项摘要

噬菌体是肠道菌群重塑的重要影响因子,当膳食组分发生改变也会引起肠道噬菌体组成变化,从而影响结肠菌群结构,遗憾的是我们对膳食组分如何调控肠道噬菌体的作用机制知之甚少。本研究以茶多酚为研究对象,通过多组学技术手段,探究基于肠道噬菌体的变化研究茶多酚对肥胖小鼠脂质代谢的调控作用机制,对引导食品科学加工及国民健康饮食方式均具有重要的理论与现实意义。 .通过体外实验确定了肠道优势噬菌体的最佳感染复数和适宜侵染的pH值以及GTP的最适干预剂量1.0mg/mL。该浓度的GTP对SPF小鼠结肠Muribaculaceae、Akkermansia相对丰度分别下调23.82%和99.70%,对Faecalibacum和Bifidobacterium分别上调24.38%和89.78%;对噬菌体Salmonella-phage、Catovirus_CTV1 和Mycobacterium_phage_Misomonster分别上调98.64%、98.94%和98.36%,对Gordonia_phage_Yakult、Streptomyces_phage_Shawty 和 Staphylococcus_ phage_phiSP15-1分别下调99.99%、88.34%和87.97%。该浓度的GTP可显著改善肥胖小鼠的炎症水平,降低Firmicutes、Enterobacter和Siphovirida、Enterobacteria phage SfVe的相对丰度,增加Bifidobacterium choerinum和Bifidobacterium sp. AGR2158的相对丰度。结合肠道代谢组学分析发现,GTP可通过调控噬菌体,重塑肠道菌群结构从而产生不同代谢产物。.利用网络药理学分析发现Enterobacter cloacae phage和GTP可促进肥胖小鼠的脂质代谢的关键作用靶点是MAPK信号通路。Enterobacter cloacae phage有效降低HFD小鼠的体重及脂质重量并显著改善血脂炎症水平,显著降低了Enterococcaceae和增加了Akkermansiaceae等肠道细菌的相对丰度,并降低了ERK、P38、JNK和myc蛋白表达水平,揭示了GTP可能通过调控噬菌体进而改变结肠菌群结构,从而通过抑制MAPK炎症信号通路的激活,调控肥胖小鼠的炎症水平和脂质代谢。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(2)
Metagenomic and metabolomic analyses show correlations between intestinal microbiome diversity and microbiome metabolites in ob/ob and ApoE(-/-) mice.
宏基因组学和代谢组学分析显示 ob/ob 和 ApoE 小鼠肠道微生物组多样性与微生物组代谢物之间的相关性
  • DOI:
    10.3389/fnut.2022.934294
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN NUTRITION
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Dong, Sashuang;Wu, Chengwei;He, Wencan;Zhong, Ruimin;Deng, Jing;Tao, Ye;Zha, Furong;Liao, Zhenlin;Fang, Xiang;Wei, Hong
  • 通讯作者:
    Wei, Hong
Degradation and Detoxification of Aflatoxin B1 by Tea-Derived Aspergillus niger RAF106.
茶源黑曲霉RAF106对黄曲霉毒素B1的降解和解毒
  • DOI:
    10.3390/toxins12120777
  • 发表时间:
    2020-12-06
  • 期刊:
    Toxins
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Fang Q;Du M;Chen J;Liu T;Zheng Y;Liao Z;Zhong Q;Wang L;Fang X;Wang J
  • 通讯作者:
    Wang J
Correlation between the regulation of intestinal bacteriophages by green tea polyphenols and the flora diversity in SPF mice
绿茶多酚调节SPF小鼠肠道噬菌体与菌群多样性的相关性
  • DOI:
    10.1039/d1fo03694g
  • 发表时间:
    2022-02-04
  • 期刊:
    FOOD & FUNCTION
  • 影响因子:
    6.1
  • 作者:
    Dong, Sashuang;Xin, Zilong;Fang, Xiang
  • 通讯作者:
    Fang, Xiang
Effect of a Humanized Diet Profile on Colonization Efficiency and Gut Microbial Diversity in Human Flora-Associated Mice.
人性化饮食对人类菌群相关小鼠定植效率和肠道微生物多样性的影响
  • DOI:
    10.3389/fnut.2021.633738
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Frontiers in nutrition
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Dong S;Zeng B;Hu L;Zhang Y;Xiong J;Deng J;Huang L;Liao Z;Wang J;Wei H;Fang X
  • 通讯作者:
    Fang X
LC-Q-TOF-MS/MS detection of food flavonoids: principle, methodology, and applications
食品类黄酮的 LC-Q-TOF-MS/MS 检测:原理、方法和应用
  • DOI:
    10.1080/10408398.2021.1993128
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Critical Reviews in Food Science and Nutrition
  • 影响因子:
    10.2
  • 作者:
    Minke Yang;Juan Li;Chengying Zhao;Hang Xiao;Xiang Fang;Jinkai Zheng
  • 通讯作者:
    Jinkai Zheng

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  • 发表时间:
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  • 作者:
    张晓婧;廖振林;方祥;魏泓
  • 通讯作者:
    魏泓

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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