粪便微生物宏基因组来源GH1 β-葡萄糖苷酶的重组表达及酶学性质

[背景] β-葡萄糖苷酶是一类重要的纤维素分解酶类。目前较多可培养微生物来源的β-葡萄糖苷酶（Bgl）存在热稳定性和酸碱稳定性差及作用范围窄的问题。[目的] 从滇金丝猴粪便微生物宏基因组中挖掘新型β-葡萄糖苷基因,异源表达并研究其酶学性质,为食品等领域提供新型酶资源。[方法] 从粪便微生物宏基因组出发,扩增和异源表达β-葡萄糖苷酶基因BglRBS_26和BglRBS_9,并进行酶学性质研究。[结果] 获得GH1家族重组β-葡萄糖苷酶BglRBS_26和BglRBS_9,分子量分别为60 kD和50 kD。BglRBS_26的最适作用条件为pH 6.0、45 ℃;BglRBS_9的最适作用条件为pH 5.0、40 ℃。BglRBS_26和BglRBS_9的K_m分别为0.681 6±0.164 2 μmol/L和3.317 0±0.871 4 μmol/L。BglRBS_26具有较好的酸碱耐受性,在pH 5.0–6.0下处理1 h,剩余酶活大于110%;pH 7.0-8.0范围内,剩余酶活仍然保持在100%以上。此外,蔗糖对BglRBS_26和BglRBS_9有不同程度的激活,当反应体系中加入20%（质量体积分数）蔗糖,BglRBS_26酶活力可提高至140%;10%（质量体积分数）蔗糖可将BglRBS_9酶活力提高至180%。此外,BglRBS_26具有较好的NaCl耐受性和稳定性,其在37 ℃、2.5 mol/L的NaCl下处理1 h后保留80%活性。[结论] 从滇金丝猴粪便微生物宏基因组中获得2个新型β-葡萄糖苷酶基因BglRBS_26和BglRBS_9,并成功在大肠杆菌BL21（DE3）中表达。BglRBS_26和BglRBS_9具有较好的pH稳定性和蔗糖耐受性,在食品、发酵等行业具有潜在应用价值。     

粪菌移植对慢性肠炎患者预后的影响

目的初步分析粪菌移植对慢性肠炎患者预后的影响。方法以我院2017年1月至2019年6月收治的100例慢性肠炎患者为研究对象,采用简单随机抽样法分为观察组与对照组各50例。移植粪菌均来自于健康志愿者。移植方法为以50 mL/h注入粪汁50 mL,间隔2 h,再次以50 mL/h注入粪汁50 mL。对照组患者共移植粪便50 g,观察组患者共移植粪便100 g。对比两组患者腹泻频率、观察指标及血清炎症因子以及肠道菌群改善情况。结果治疗第1个月两组患者腹泻频率差异无统计学意义(P0.05),但随着治疗时间的延长患者腹泻频率逐渐降低,且观察组低于对照组(均P0.05)。治疗前两组患者家属疾病认知程度、主观幸福度及家属焦虑抑郁评分差异无统计学意义(均P0.05)。治疗6个月后,两组患者主观幸福度评分、患者家属疾病认知程度均提升,家属焦虑抑郁量表评分均下降,且观察组优于对照组(均P0.05)。治疗前,两组患者TNF-α与IL-6水平差异无统计学意义(均P0.05)。治疗后,试验组患者TNF-α与IL-6水平均低于对照组(均P0.05)。治疗后两组患者肠镜检查结果以及肠道菌群检查结果均得到改善。结论粪菌移植能有效改善慢性肠炎患者的临床症状,值得临床推广。     

虫粪中信息化学物质的研究进展

排便是昆虫的一个重要生理过程,排便行为不仅可以清除食物残渣,而且可以释放某些化学信息,进而影响昆虫同种或异种之间的相互作用.昆虫粪便中的信息化学物质不仅影响同种昆虫的聚集、求偶行为,而且可以影响同种和异种昆虫的产卵行为.此外,虫粪还能为其天敌昆虫的寄主定位和识别提供信息,并能通过诱导植物的防御反应抑制植食性昆虫的取食行为.本文根据国内外的相关研究,对虫粪中存在的信息化学物质进行了分类总结,并介绍了虫粪信息化合物在害虫防治中的应用,还讨论了目前存在的问题和研究前景.     

高效液相色谱串联质谱法同时检测粪便中三种抗抑郁药物*

目的:建立同时检测粪便中度洛西汀、氟西汀、艾斯西酞普兰三种抗抑郁药物的高效液相色谱串联质谱(HPLC-MS)方法。方法:样品经正己烷-异丙醇(95:5,v/v)预处理后,以超纯水和乙腈混合液作为流动相进行梯度洗脱,在Agilent ZORBAX SB-C18液相色谱柱(2.1 mm×100 mm,3.5 μm)上分离后用电喷雾串联质谱法检测,内标法定量。结果:粪便样品中度洛西汀、氟西汀、艾斯西酞普兰的加标回收率为61.6%～116.5%,精密度为 2.80%～12.9%(n=5),线性方程相关系数(r)均大于0.995,检出限分别为0.1 μg/g、1 μg/g、0.001 μg/g,定量限分别为0.5 μg/g、2 μg/g、0.005 μg/g,符合高效液相色谱串联质谱的分析要求。结论:该方法能够简单、准确检测出粪便中度洛西汀、氟西汀、艾斯西酞普兰这三种抗抑郁药的含量。     

3种粪便标本保存方法对肠道菌群检测结果影响的比较研究

比较3种粪便标本保存方法对肠道菌群检测结果的影响,为采集粪便标本后短期保存方法的选择提供参考。收集10名志愿者的新鲜粪便标本,对每份标本分别采用4℃、室温(25℃)、无水乙醇保存4 h,然后统一放入-80℃低温冰箱冻存。随后进行细菌DNA提取,并对16S rRNA V4区基因进行扩增,应用Illumina MiSeq平台进行高通量测序,比较3种保存方法下肠道菌群多样性和组成差异。结果表明,3种保存方法下,肠道菌群在Alpha多样性方面无统计学差异(P0.05)。肠道菌群属水平比较,毛螺旋菌属(Lachnospira)在无水乙醇组中相对丰度高于4℃组和室温组(P0.05),萨特菌属(Sutterella)在无水乙醇组中相对丰度高于4℃组(P0.05),而真杆菌属(Eubacterium)在无水乙醇组中相对丰度低于室温组(P0.05)。PCoA分析发现,当UniFrac距离加权后,4℃和无水乙醇保存同一受试者粪便标本,菌群结果较为接近,而室温保存会导致个别受试者菌群出现离散现象。无水乙醇短期保存粪便标本,肠道菌群多样性、组成以及结构保持稳定,能满足不同研究的需要。此外,无水乙醇具备价格低廉、便于携带等优点。因此,在新鲜粪便标本不能立即低温冻存时,无水乙醇保存可以作为首要选择。     

东北梅花鹿野生种群分布与 遗传变异的分子鉴定

梅花鹿东北亚种(Cervus nippon hortulorum)曾被认为已野外灭绝,近年来在黑龙江东南部和吉林东部临近边境地区发现少量分布,其生境隔离、面积狭小,破碎化严重。亟需对其种群的遗传变化,特别是遗传多样性和近交衰退等种群遗传信息开展进一步评价,增强保护与管理的针对性。本研究在大、小兴安岭和长白山设计9个重点研究区域,共收集673份疑似梅花鹿粪样样本。首先基于线粒体DNA Cyt b基因测序技术开展物种鉴定,并对鉴定为梅花鹿的阳性样本利用微卫星技术进行个体识别。结果证实,东北梅花鹿仅在老爷岭东部山脉有分布,106份梅花鹿粪便DNA中识别出33只个体(穆棱保护区20只,老爷岭保护区13只)。33个Cyt b基因序列共检测出6个变异位点和5个单倍型,单倍型多样性指数(Hd)为0.621,核苷酸多样性指数(Pi)为0.006 7;微卫星检出种群平均等位基因数(Na)7.1个,观测杂合度(Ho)0.604,期望杂合度(He)0.712,固定系数(Fis)0.152。结果表明,东北梅花鹿种群遗传多样性丰富,但也存在一定程度的杂合度不足和近亲繁殖;种群近期经历了瓶颈效应,未发生种群扩张;群体间无遗传分化,可作为一个管理单元加以保护。建议,对东北梅花鹿稀有单倍型个体重点监测和保护,恰当时期考虑圈养种群野外放归,以提高野外个体间基因交流和快速种群恢复。     

笼养黑颈鹤粪便性激素水平的时间动态

黑颈鹤(Grus nigricollis)为国家Ⅰ级重点保护野生动物,由于其生存的自然环境恶劣,野外种群数量少,许多动物园以及保护区等机构用迁地保护的方式对黑颈鹤进行保护和繁育,然而长期以来笼养黑颈鹤繁殖率低。本研究运用非损伤的研究方法,并结合行为观察,对繁殖期黑颈鹤的繁殖生理特征进行了探索研究。结果表明,进入繁殖期黑颈鹤的雌二醇水平显著升高,可作为有效监测雌性黑颈鹤繁殖期生理状态的重要生理指标之一;繁殖前期雄性黑颈鹤的睾酮水平显著升高,与非繁殖期以及繁殖期的其他阶段差异显著,表明睾酮可有效监测雄性黑颈鹤的繁殖生理状态,为人工采精选择合适的时间提供理论基础;交配成功的雌性黑颈鹤繁殖中期的孕酮水平极显著高于其他阶段,表明该指标可有效监测雌性黑颈鹤的交配状态。综上,通过非损伤性的采样研究手段,遴选合适的生理指标参数可以为黑颈鹤的人工繁育提供理论依据。     

圈养小熊猫粪便微生物组成 及其影响因子初探

小熊猫（Ailurus fulgens）经过长期的适应性进化,食性依赖于高纤维含量的竹子,同时保留了具有食肉动物特征的消化系统,在分类学、系统进化及生态学领域都具有重要的研究价值。本研究旨在分析小熊猫粪便微生物结构组成,探讨其食竹习性的生物学机制。采集上海动物园和杭州动物园两种日粮的小熊猫新鲜粪便,开展基于16S rRNA基因的Hiseq高通量测序,分析小熊猫粪便微生物的结构组成,并探讨日粮组成和年龄（幼龄组2只,成年组4只,老年组3只）对小熊猫粪便微生物结构组成的影响。研究表明,不同日粮组成会影响小熊猫粪便微生物多样性（P < 0.05）,成年组小熊猫粪便微生物多样性显著高于幼龄组和老年组（P < 0.05）。在微生物门水平上,小熊猫粪便微生物以厚壁菌门（Firmicutes）、变形菌门（Proteobacteria）和拟杆菌门（Bacteroidetes）为主,在属水平上以埃希-志贺菌属（Escherichia-Shigella）、狭义梭菌属（Clostridium sensu stricto）和肠杆菌属（Enterobacter）为主。小熊猫粪便微生物中,具有代谢碳水化合物和氨基酸功能的基因丰度最高,其次为代谢能量和脂类的基因。与纤维素降解有关的酶中,能够表达6-磷酸-β-葡糖苷酶和β-葡糖苷酶的基因丰度最高,有助于小熊猫消化高纤维性食物。小熊猫的肠道微生物具有很强的代谢碳水化合物和氨基酸的功能,并且能够产生高丰度消化纤维素的酶。     

不同保存液和保存期限下肠道微生物组的变化

肠道菌群与人体健康的关系密切,通过检测肠道菌群可以获得有关健康的信息。新鲜粪便不易获得,很难做到快速低温冷冻,在进行标准化和大规模人群采样时,可用于常温条件下采集和保存样本的保存液可以弥补采集样本数量多、地域分布广、现场采样条件多样、工作量大、运输条件差等条件不足。本研究招募了5名健康志愿者,采集他们的粪便样本后,通过对比不同市售微生物样本采集常温保存液对新鲜粪便样本的影响,评估了各类保存液的保存效果。在室温下把粪便放置于5种保存液,在第0、1、3、7、15、30天提取元基因组DNA,进行16S rRNA V3–V4区高通量测序,来分析不同保存液,在不同时间段对肠道菌群组成的影响。结果显示,不同保存液对肠道菌群的影响存在差异,与对照组相比,不同保存液对样本中的OUT数量影响不大;保存液A、B和C在菌群构成上更接近对照组,保存液D会明显改变肠道菌群组成,使放线菌门 (Actinobacteria) 和厚壁菌门 (Firmicutes) 增加;随着时间延长,各类保存液都有降低菌群多样性趋势,保存液E降低菌群多样性更明显;第30天时,5种保存液都会改变肠道菌群构成;肠道菌群组成存在个体差异,是影响各样本相似性的主要因素,来自不同志愿者的粪便样本,无论何种保存液和保存时间,彼此之间更接近。不同保存液对革兰氏阳性杆菌、革兰氏阳性球菌和革兰氏阴性菌的含量存在不同影响,保存液C、E会降低双歧杆菌 (Bifidobacterium) 丰度,而保存液D则相对升高;除保存液E相对降低乳酸杆菌 (Lactobacillus) 丰度之外,保存液A、B、C、D与对照都相当。各类保存液对链球菌 (Streptococcus) 的影响,除保存液D差异较大之外,保存液C与对照组最接近;保存液D比对照组降低瘤胃球菌科UCG 003 (Ruminococcaceae UCG 003),其他各类保存液与对照组差异不大;不同保存液都比对照组增加大肠-志贺氏杆菌 (Escherichia-Shigella) 丰度,保存液A、B会增加克雷伯氏菌 (Klebsiella) 丰度,而保存液C、D和E与对照组相当。整体来看,保存液C在稳定肠道菌群的组成上表现较好。文中通过对比国内外常用保存液在不同时间点对肠道菌群的影响,为进行大规模微生物样本采集、保存提供了参考,也为标准化的微生物组项目提供了可参考的数据。后续的研究可在此基础上选择针对性的保存液和保存时间。     

生物反馈训练辅助治疗梗阻性便秘对粪便性状、排便时间及排便频度的影响

目的:探讨生物反馈训练辅助治疗梗阻性便秘患者对粪便性状、排便时间与排便频度的影响。方法:选取我院收治的90例梗阻性便秘患者,根据随机数字表法分为3组,A组接受常规治疗,B组于常规治疗基础上进行固定式生物反馈训练(FBF),C组于常规治疗基础上进行自适应式生物反馈训练(ABF),比较3组治疗前后肛直肠功能、粪便性状、排便时间、排便频度和临床疗效。结果:治疗后,直肠肛门压力梯度:A组B组C组(P0.05),矛盾性收缩率:A组B组C组(P0.05),B组与C组肛管静息压、直肠肛门抑制反射阈值显著小于A组(P0.05),且肛管松弛率显著大于A组(P0.05);C组粪便性状4～7型占比明显高于其余两组(P0.05),且B组4～7型占比明显高于A组(P0.05);排便时间:A组B组C组(P0.05),排便频度:A组B组C组(P0.05);C组总有效率显著高于A组与B组(P0.05)。结论:生物反馈训练尤其是ABF可有效改善梗阻性便秘患者肛直肠功能,在改善粪便性状、缩短排便时间、增加排便频度上具有明显优势,可获得更好的临床疗效。