采用高通量测序技术研究抗生素对小鼠肠道菌群的影响

目的 探讨不同浓度抗生素对小鼠肠道菌群多样性和结构的影响,并预测相关功能变化.方法 15只SPF级ICR小鼠随机分为正常组、低浓度抗生素组和高浓度抗生素组,连续灌胃5d后,采集小鼠新鲜粪便样本.利用Illumina MiSeq测序平台,对细菌的16S rRNA V3-V4区进行高通量测序,并对测序的结果进行生物信息学分析.结果 高、低浓度抗生素组小鼠肠道菌群组成与正常组存在明显差异.与正常组相比,高剂量组小鼠肠道肠球菌属、志贺埃希菌属相对丰度显著升高(t=-2.71,P=0.026;t=-2.30,P＜0.05);分节丝状菌属、拟普雷沃菌属相对丰度显著降低(t=2.88,P=0.020;t=2.49,P=0.037),理研菌属极显著降低(t=3.79,P=0.005).低剂量组小鼠肠道菌群变形菌纲成为优势菌,芽胞杆菌属、粪球菌_2、苏黎世杆菌属、普雷沃菌属_2、普雷沃菌属_7、志贺埃希菌属、沙雷菌属和放线菌属等相对丰度显著升高(均P＜0.05);梭杆菌属、泛菌属极显著升高(t=-3.19,P=0.013;t=-3.50,P=0.008);分节丝状菌属、理研菌属相对丰度显著降低(t=2.69,P=0.028;t=2.33,P=0.048).PICRUSt功能预测分析显示,抗生素组显著增加人类疾病、细胞过程和环境信息处理功能层的基因拷贝数,显著降低有机系统、遗传信息处理和代谢功能层的基因拷贝数.结论 广谱抗生素能破坏小鼠肠道的微生态平衡,有必要深入研究抗生素对心血管、免疫性、感染性及神经退行性疾病发展的潜在作用.