当前位置: 网站首页 >> 研究资讯 >>

双歧杆菌/噬菌体通过母婴遗传垂直传播

时间:2018-04-23 10:46来源:微生命 作者:bio149发布 浏览次数:
双歧杆菌/噬菌体通过母婴遗传垂直传播
Maternal inheritance of bifidobacterial communities and bifidophages in infants
through vertical transmission
文献ID:

期刊:Microbiome

年份:2017

影响因子:8.496

作者及单位:Marco Ventura, University of Parma

GenBank登录号:SRP102222(ITS)、SRP102273(Shotgun metagenomics)

关键词:婴幼儿、病毒组、双歧杆菌、噬菌体、母系遗传、垂直传播

    导读


图片来源:网络

 
    ① 选取25对母婴,通过分析内转录间隔区(ITS),结合培养和二代测序等遗传学方法,测定双歧杆菌群落组成;

    ② 母婴之间共享双歧杆菌,母乳中分离的双歧杆菌菌株可利用母乳低聚糖(HMO)或HMO来源的低聚糖,这说明了双歧杆菌是通过母婴传播的;

    ③ 鉴定出双歧杆菌菌种特异性噬菌体,首次证实双歧杆菌噬菌体bifidophages的垂直传播路径;

    ④ 母亲向其婴儿垂直传播双歧杆菌菌群,很有可能是通过哺乳途径传播的。

    研究方案



主要内容

一、 婴儿肠道微生物中双歧杆菌的组成

50个样品,进行ITS测序,1,703,642条reads,基于ITS的OUT相似性93%一下认为是不同种或亚种,相似性98%以上则为同一个株,细胞数量定量采样qRT-PCR的方法。



 
    1.双歧杆菌是婴幼儿肠道中的主要优势菌,不在婴儿与成人肠道中均存在,因此基于年龄区分群落生态组成不一定客观绝对。

    2.qRT-PCR结果表明双歧杆菌在样本中的相对丰度在0.05-96.44%,平均36 .54%,大概每克粪便样品中含有2480到8.22亿个细胞,并且在第7天和1个月时取样,物种组成上没有显著性差异。

    二、母婴共享的菌群

    母乳喂养是母婴微生物垂直转移的主要方式。基于ITS序列组成比较母婴双歧杆菌组成的相似性(母婴粪便、母乳样品)发现:


 

母婴配对样品中双歧杆菌组成热图(CoupleID)
 
    大部分双歧杆菌在婴儿粪便以及母亲粪便、母乳中均有发现,且配对组成上相似性较高,如 B.breve,B.longum spp., B.bifidum ,B.adole scentis , B.dentium ,B.pseudoc atenulatum

    三、母婴菌株分离培养与基因组从头测序

    为了进一步确定母婴之间基于ITS-OUT水平上的双歧杆菌是否是垂直转移的结果,研究人员从粪便以及母乳分离培养细菌,然后进行16S扩增测序,分离到14株双歧杆菌,结果完美契合了ITS结果。对这14株菌进行全基因组测序:



 
    用比较基因组学分析方法在株系水平设计特异性引物,确定每一株菌特异性的基因根据PCR结果,母婴粪便、母乳目的片段结果较为一致,表明婴儿双歧杆菌是从母亲那里继承过来的。

    四、不同的双歧杆菌对母乳的利用情况不同

    婴儿肠道的双歧杆菌很可能是通过摄取母乳获得的,母乳含有丰富的乳糖和人类低聚糖(HMOs),是微生物尤其是双歧杆菌重要的碳源与能量来源,但是并非所有的双歧杆菌都利用母乳中的多糖类物质。

    1. 用比较基因组学的方法比较双歧杆菌能代谢HMO的基因包括岩藻糖、乳糖、涎酸、岩藻糖〔基〕乳糖、唾液乳糖、LNT、LNnT, 见下图a:


 
   
垂直转移的双歧杆菌对人母乳低聚糖利用能力(基因组学)
    (14株双歧杆菌中编码利用母乳低聚糖成分的基因存在与否,红色表示存在)

    在B. longum 1886B中,岩藻糖苷酶与唾液酸酶编码基因缺乏,B. pseudocatenulatum 1896B, B. longum 1897B, 或 B. catenulatum 1899B中,LN T乳糖磷酸化酶编码基因缺乏。

    2. 实验验证各株双歧杆菌对HMO利用情况


 

垂直转移的双歧杆菌菌株对人母乳低聚糖利用能力
(14株双歧杆菌在相应母乳低聚糖成分培养基中的生成情况,深绿OD600 nm >0.8)

    五、双歧杆菌基因组分析

    为确定母婴粪便及母乳中双歧杆菌的出现情况,对三个婴儿样品进行宏基因组测序分析。T VPR-01 , T VPR-02, and T VPR-03:

    1. 采用ITS、分离鉴定、宏基因组三种方法对双歧杆菌遗传组成得到完全一致的结果。扩增B. breve 1895B/T VPR-01特异性基因,发现母亲与其孩子是共有这些基因的。B. dentium T VPR-02 与 B. dentium T VPR-03菌株并未分离到。

    2. 对T VPR-02 和 T VPR-03样品扩增的特异基因在比较基因组方法中得到确认,确认早期婴幼儿双歧杆菌丰度最高,且通过垂直转移的方式在母婴之间传播。

    六、母婴之间双歧杆菌噬菌体的传播

    早期双歧杆菌噬菌体也可能由母亲传播给孩子,对粪便与母乳样品的宏基因组数据分析。发现在9个样品中有21个可能存在双歧杆菌噬菌体,并且主要是整合的或环状噬菌体基因组。



母婴之间双歧杆菌噬菌体的垂直转移

    1. B.longum phage 10029在母婴粪便及母乳样品中均有发现,B.longum phage 10035在Mum_2598 , Infant_T3_2610, 及Infant_T4_2613粪便样品中均有扩增到。

    2. 婴儿肠道双歧杆菌噬菌体的繁殖限制了其宿主双歧杆菌的过度增长。这进一步证明了在母亲与婴儿之间存在完全相同的双歧杆菌噬菌体,并且也是通过垂直方式传播的。

    研究亮点

    1.  ITS、实验分离鉴定及宏基因组多种方式证实双歧杆菌通过垂直转移的方式在母婴之间传播,并且由母乳介导,对母乳低聚糖(HMOs)的利用有遗传适应性。

    2. 首次实验证实双歧杆菌噬菌体通过垂直传播的方式在母婴之间传播。





 
   免责声明:本文仅代表作者个人观点,与中国益生菌网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实,对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺,请读者仅作参考,并请自行核实相关内容。
 
   版权声明
   本网所有转载文章、链接及图片系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
------分隔线----------------------------
Copyright © 2006-2018,Bio149.cn Inc. All Rights Reserved 中国益生菌网 版权所有
服务热线:0471-4307205   蒙ICP备14001152号-1