噪声暴露对大鼠肠道菌群结构的影响及功能预测

作     者：崔亚男 佘晓俊 李宁宁 张秀芝 崔博 余善法 CUI Yanan;SHE Xiaojun;LI Ningning;ZHANG Xiuzhi;CUI Bo;YU Shanfa

作者机构：郑州大学公共卫生学院劳动卫生与职业病学教研室河南郑州450001 军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所天津300041 河南医学高等专科学校科研外事处河南郑州451191 河南医学高等专科学校病理学教研室河南郑州451191 

出 版 物：《环境与职业医学》 (Journal of Environmental and Occupational Medicine)

年 卷 期：2022年第39卷第2期

页      面：179-185页

核心收录：

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100402[医学-劳动卫生与环境卫生学] 10[医学] 

基　　金：国家自然科学基金(81872574) 

主　　题：噪声 16S核蛋白体RNA基因 肠道菌群 功能预测 

摘      要：[背景]噪声对机体产生多种负面影响,肠道菌群受环境影响并与疾病的发生密切相关。目前关于长期噪声暴露对肠道菌群的影响知之甚少。[目的]研究旨在探究噪声暴露对大鼠肠道菌群结构的影响,并进行菌群功能预测。[方法]雄性Wistar大鼠(6周龄,160~180 g)被随机分为对照、95 dB噪声暴露(NE_95dB)组和105 dB噪声暴露(NE_105dB)组,每组10只。NE_95dB和NE_105dB组大鼠分别暴露于95 dB声压级(SPL)及105 dB SPL的噪声中,每天4 h,连续30 d,对照组则暴露于背景噪声下。在末次噪声暴露结束后采集大鼠粪便用于肠道菌群的检测。基于16S核蛋白体RNA(rRNA)基因测序法对大鼠粪便中的菌群α、β多样性及结构进行分析比较,并应用隐性状态重建群落系统进化研究(PICRUSt)对肠道菌群基因进行功能预测。[结果]噪声暴露后大鼠肠道菌群结构与对照组比较存在差异。α多样性结果中,NE_95dB组与NE_105dB组比较的Chao1指数差异有统计学意义(P=0.02),而噪声暴露组的Shannon和Simpson指数相对于对照组差异均无统计学意义(P0.05)。β多样性分析显示对照组与噪声暴露组样本之间的物种丰度差异较大(P=0.001)。进一步的物种分析表明,与对照组比较,在属水平的瘤胃菌属NK4A214群(P0.05)和未分类_消化球菌属(P0.01)的相对丰度在NE_105dB组增高,副沙门氏菌属(P0.05)在NE_95dB组的相对丰度增高。除此之外,与NE_95dB组比较,瘤胃菌属NK4A214群(P0.05)在NE_105dB组也增高。PICRUSt功能预测分析显示:对照组与NE_95dB组比较的差异通路共8个,其中D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢、抗坏血酸和醛糖酸盐代谢、类胡萝卜素生物合成、甘油磷脂新陈代谢、矿物质吸收、核苷酸结合寡聚化结构域样受体信号通路和非同源性末端结合下调,核苷酸代谢上调;对照组与NE_105dB组比较的差异通路共38个;D-精氨酸和D-鸟氨酸代谢、矿物质吸收通路是两噪声暴露组共同存在的差异代谢通路,且相对于对照组都呈下调趋势。[结论]长期噪声暴露改变了大鼠肠道菌群结构,并可能影响多种菌群基因代谢功能。