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胃癌患者口腔和胃内微生态的宏基因组学研究

胃癌患者口腔和胃内微生态的宏基因组学研究

作者：胡远亮中国人民解放军陆军军医大学

学位级别：硕士

胃癌是全世界最主要的公共健康问题之一,每年的新发病例超过100万。幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori,HP)慢性感染已被证实是胃癌最重要的危险因素。基于高通量测序技术和生物信息学方法的人体微生物组研究使我们逐渐认识到除HP外,人... 详细信息

胃癌是全世界最主要的公共健康问题之一,每年的新发病例超过100万。幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori,HP)慢性感染已被证实是胃癌最重要的危险因素。基于高通量测序技术和生物信息学方法的人体微生物组研究使我们逐渐认识到除HP外,人体胃中还存在由其它多种微生物构成的微生态系统,它们与胃部疾病,包括胃癌的关系受到广泛关注。其中已有不少研究发现胃内菌群失调与胃癌关系密切,且一些特定菌群具有成为诊断胃癌的生物学标记物的潜力;也有一些研究发现口腔致病菌或共生菌在胃癌患者的胃内富集,但直接分析胃癌患者口腔微生物特征的研究少之又少。同时,这些关于微生物和胃癌关系的研究大都采用16S rRNA基因扩增子测序的方法,该方法在物种鉴定上一般只能精确到属的水平,且遗漏了微生物样本中除16S rRNA基因外的其它大量微生物基因的信息,在微生物功能的注释上也只能通过预测的方法。故本研究采用宏基因组学的方法分析胃癌(GC)患者和慢性浅表性胃炎(SG)患者胃内和口腔微生物的特征,通过全基因组对比研究,探索人体口腔和胃内菌群与胃癌的关系。本研究按照严格的纳入和排除标准成功招募了6名GC患者和5名SG患者,收集其胃冲洗液标本和漱口液标本进行宏基因组建库测序,并对测序数据进行质量控制,得到高质量、无宿主DNA污染的微生物DNA序列,再分别通过MetaPhlAn2和HUMAnN2对质控后的数据进行物种注释和功能注释,得到每个样本的物种组成及其相对丰度和代谢通路组成及其相对丰度。然后分析样本内微生物的Alpha和Beta多样性,采用LEfSe对两组间微生物组成结构和功能通路进行对比研究,以探索特定菌群、微生物代谢功能与胃癌的关系,并寻找胃癌生物学标志物。主要研究结果:1.通过宏基因组建库测序及数据质控,我们得到高质量的微生物DNA序列。MetaPhlAn2物种注释的结果中细菌DNA序列占比99.46±0.66%(mean±S.D.),其余为病毒序列,口腔样本和胃样本分别鉴定出204个和190个菌种;HUMAnN2功能注释结果中细菌代谢通路占比超过99%,口腔样本和胃样本分别鉴定出301个和349个微生物代谢通路。2.两组间微生物Alpha多样性分析结果显示:SG组胃内菌群的丰富度(Observed species)显著高于GC组,但两组Shannon Index无显著差异;SG组口腔菌群的丰富度和Shannon Index均高于GC组;提示SG组口腔和胃内菌群的多样性高于GC组。3.两组间微生物Beta多样性分析结果:基于Bray–Curtis dissimilarity的PCoA分析显示,两组间胃内菌群的相对丰度在整体上差异不显著(PERMANOVA,R=0.164,P=0.067),但基于Jaccard Index的PCoA分析结果显示其差异显著(PERMANOVA,R=0.212,p=0.0037);以上两种方法的计算结果均显示,两组间口腔菌群整体上差异显著(Bray–Curtis dissimilarity,R=0.221,P=0.002;Jaccard Index,R=0.232,P=0.017;PERMANOVA)。此结果说明两组间的菌群结构在整体上差异显著。4.两组间菌群差异分析及生物学标志物筛选结果:使用LEfSe对两组间胃内菌群进行比较分析显示,共有44种细菌分类的相对丰度在GC组和SG两组间存在显著性差异,其中包括8个菌科,12个菌属,18个菌种和6个菌株。我们根据菌种的平均相对丰度和流行度,首次发现了5个在GC组胃中显著富集的优势物种,包括奈瑟氏菌属、Alloprevotella、Aggregatibacter、***00174815和Streptococcusitisralisneumoniae;首次发现优势物种矢野口鞘氨醇菌在SG组中富集。用同样的方法发现有13种细菌分类在GC组口腔样本中富集,并从其中筛选出3个优势物种,包括Alloprevotella、***00174815和奈瑟氏菌属,此三种细菌同样在GC组的胃样本中富集,说明它们能在胃癌患者的上消化道大量增殖,具有成为胃癌标志物的潜力。5.两组间微生物代谢通路差异分析:PCoA分析发现,两组间口腔和胃内微生物的代谢功能在整体上差异显著。LEfSe分析显示,两组间共有34种胃内菌群的代谢通路存在显著性差异,而在口腔样本中这种差异分布的代谢通路共有55种,这些差异代谢通路主要涉及糖类、氨基酸、脂质、核苷酸的代谢。特别的,与细菌脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)合成相关的代谢通路在GC组中富集,而与短链脂肪酸(short chain fatty acids

关键词：胃腺癌宏基因组学人体微生物

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产壳聚糖酶菌株的选育及产酶发酵工艺研究

产壳聚糖酶菌株的选育及产酶发酵工艺研究

作者：胡远亮华中农业大学

学位级别：硕士

通过富集培养，初筛，复筛，粘度快速测定以及薄层层析(TLC)分析，从自然界中分离到3株产内切壳聚糖酶活力较高的菌株。经形态、生理生化特征鉴定以及16S rDNA序列分析，3株均归属于Mitsuaria sp．，分别命名为013、和281。其中，Mitsua... 详细信息

通过富集培养，初筛，复筛，粘度快速测定以及薄层层析(TLC)分析，从自然界中分离到3株产内切壳聚糖酶活力较高的菌株。经形态、生理生化特征鉴定以及16S rDNA序列分析，3株均归属于Mitsuaria sp．，分别命名为013、和281。其中，Mitsuaria sp．141的产酶能力最强。以Mitsuaria sp．141为出发菌株，先后进行紫外诱变和Co-γ射线诱变，选育到菌株Mitsuaria sp．141-2，其壳聚糖酶活力提高了30.01％。连续传5代，每代测定酶活力，结果表明，该菌株具有较好的遗传稳定性。通过单因素试验和多因素试验对Mitsuaria sp．141-2发酵进行了研究，得到了优化的产酶工艺：可溶性壳聚糖0.50％、装液量100 mL(500 mL三角瓶)、起始pH值7.0、接种量2％、温度30℃、摇床转速180 r／min、培养时间48 h，在此条件下，酶活力达3.631 U／mL。在10 L容量的发酵罐中扩大培养，装液量7 L、通气量1 vvm、搅拌速率200 r／min、温度30℃，培养36 h壳聚糖酶活力达最高值3.258 U／mL。 TLC分析表明，壳聚糖的酶解产物中有壳二糖或其它壳寡糖存在。用乙酰丙酮法测定产物壳聚糖的数均分子量，结果表明，1.5％的壳聚糖胶体溶液与粗酶液体积比15：1，37℃、作用30 min，产物数均分子量降到10921。保持作用条件不变，改变体积比为10：1、5：1、2：1、1：1和1：2，产物的数均分子量逐渐变小，分别为5683、3018、1247、779和747。通过硫酸铵沉淀、离心超滤和Sephadex G-200凝胶柱层析，初步纯化了Mitsuaria sp．141-2壳聚糖酶，该酶为诱导酶，分子量33.6 kD，最适作用pH值为4.0，最适作用温度为37℃～42℃，在45℃以下、pH4.0～pH8.0的环境中较稳定。

关键词：壳聚糖壳聚糖酶筛选诱变发酵工艺细菌鉴定薄层层析

以酒体设计大赛为抓手培养大学生创新思维与实践能力

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实验室研究与探索 2023年第3期42卷 241-245页

作者：冯艳丽向丽蓉田焕章李金山胡远亮余翔湖北师范大学生物学国家级实验教学示范中心湖北黄石435002 华中农业大学生命科学技术学院武汉430070

学科竞赛是培养大学生创新思维及实践能力的有效途径,有利于实现高等教育培养创新应用型人才的目标。以湖北省大学生酒体设计大赛为例,介绍了竞赛的组织、筹备、内容及方式,结合湖北师范大学学生的参赛实例,从酿酒理论知识、味觉识别及... 详细信息

学科竞赛是培养大学生创新思维及实践能力的有效途径,有利于实现高等教育培养创新应用型人才的目标。以湖北省大学生酒体设计大赛为例,介绍了竞赛的组织、筹备、内容及方式,结合湖北师范大学学生的参赛实例,从酿酒理论知识、味觉识别及酒类品评、酒体设计等环节探讨了竞赛对培养学生创新思维与实践能力的积极作用。实践表明,酒体设计大赛有助于激发学生的学习热情和动力,引导学生利用所学理论知识解决实际问题,进而促进学生创新实践能力的提升。

关键词：酒体设计学科竞赛创新思维实践能力

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普鲁兰酶的应用对柠檬酸发酵的影响研究

中国酿造 2010年第3期29卷 119-121页

作者：石鹤胡远亮湖北师范学院生命科学学院湖北黄石435002

通过10L发酵罐试验,研究了普鲁兰酶的应用对柠檬酸发酵的影响。研究结果表明:在原料处理中按0.01%加普鲁兰酶,产酸率提高1.1%,转化率提高8.2%,发酵周期缩短12h。

关键词：普鲁兰酶柠檬酸发酵

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连作辣椒大棚施用5406抗生菌肥的效果

华中农业大学学报 2016年第3期35卷 61-65页

作者：胡丽可胡远亮胡咏梅梁运祥华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 湖北师范大学食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室黄石435002

选取连作5 a大棚,研究施用5406抗生菌肥对土壤p H、酶活性、肥力以及辣椒产量和果实品质的影响。结果表明:施用5406抗生菌肥,辣椒产量提高44.63%,单果质量提高23.96%,果实铁含量提高65.97%、镁含量提高8.56%、钙含量提高2.67%,粗蛋白和... 详细信息

选取连作5 a大棚,研究施用5406抗生菌肥对土壤p H、酶活性、肥力以及辣椒产量和果实品质的影响。结果表明:施用5406抗生菌肥,辣椒产量提高44.63%,单果质量提高23.96%,果实铁含量提高65.97%、镁含量提高8.56%、钙含量提高2.67%,粗蛋白和磷含量无显著差异,维生素C含量略有下降。在辣椒生长过程中,施用5406抗生菌肥,最大能使土壤蔗糖酶活性提高37%、脲酶活性提高10%、过氧化氢酶活性提高8%、过氧化物酶活性提高20%、有机质含量提高9%、碱解氮含量提高4%、速效钾含量提高3%、有效磷含量提高33%;并且土壤p H值升高。5406抗生菌肥可以改善连作障碍,促进作物生长。

关键词：连作抗生菌肥土壤酶土壤肥力果实品质

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NRAGE对肠上皮细胞凋亡的影响

四川大学学报：医学版 2017年第4期48卷 556-560,565页

作者：冯奇胡远亮邹贵军张朝军重庆市第三军医大学西南医院普通外科重庆400037 北京海军总医院普通外科北京100000 河南省信阳市明港镇897医院信阳464094

目的探讨神经生长因子受体作用黑色素瘤抗原基因同源蛋白(neurotrophin receptor-interacting MAGE homolog,NRAGE)是否参与肠缺血再灌注(ischemia and reperfusion,I/R)损伤的过程及其对肠上皮细胞凋亡及occludin蛋白的影响。方法制备SD大鼠小肠I/R损伤模型,取肠组织行免疫组化染色,观察NRAGE蛋白的表达变化;体外肠上皮永生化细胞株IEC-6给予缺氧及复氧后观察细胞NRAGE的表达变化;将NRAGE过表达慢病毒(Lv-NRAGE组)、NRAGE干扰表达慢病毒(sh-NRAGE组)及对照慢病毒(Lv-control组)感染IEC-6细胞,并设置不加慢病毒的对照组(NC组),Western blot及RT-PCR观察各组细胞NRAGE蛋白及mRNA的表达变化,流式细胞术观察各组IEC-6细胞的凋亡情况,Western blot观察感染慢病毒后紧密连接蛋白occludin蛋白的表达变化。结果 I/R损伤后肠黏膜上皮细胞NRAGE表达较sham组升高(P<0.01);体外IEC-6细胞缺氧6h后NRAGE蛋白的表达增加(P<0.01),NRAGE mRNA表达升高(P<0.01)。感染慢病毒48h后,相比于Lvcontrol组,Lv-NRAGE组早期凋亡率增加(P<0.01),occludin蛋白表达降低(P<0.01),sh-NRAGE组早期凋亡率降低(P<0.01),occludin蛋白表达增高(P<0.001)。结论 NRAGE参与了I/R损伤过程,并促进肠上皮细胞凋亡,降低occludin蛋白的表达。

关键词： NRAGE 缺血再灌注损伤肠上皮细胞细胞凋亡

稀土(La,Ce,Er)-L-亮氨酸-邻菲啰啉三元配合物的合成及其抑菌活性

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中国稀土学报 2012年第1期30卷 1-6页

作者：李晓慧王卫东胡远亮陆江林湖北师范学院化学与环境工程学院湖北黄石435002 湖北师范学院生命科学学院湖北黄石435002

在乙醇-水介质中,经60℃水浴加热合成了三种稀土固体配合物。对其进行络合滴定、摩尔电导、元素分析、紫外光谱、红外光谱、热重-差热分析等测试,推测其化学组成为[Re(L-leu)3Phen]***2O,并对配合物进行大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草... 详细信息

在乙醇-水介质中,经60℃水浴加热合成了三种稀土固体配合物。对其进行络合滴定、摩尔电导、元素分析、紫外光谱、红外光谱、热重-差热分析等测试,推测其化学组成为[Re(L-leu)3Phen]***2O,并对配合物进行大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑菌性质的测试;结果表明:LaCl3,CeCl3,ErCl3和L-亮氨酸没有抑菌效果,邻菲啰啉与三元稀土配合物对这三种菌都具有抑菌效果,但是三元稀土配合物的抑菌效果明显强于邻菲啰啉,而且对大肠杆菌抑菌效果更好。

关键词：稀土配合物合成 L-亮氨酸邻菲啰啉抑菌效应

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产壳聚糖酶菌株的筛选与鉴定

中南民族大学学报（自然科学版） 2016年第2期35卷 42-45页

作者：胡远亮洪文谭光迅湖北师范大学食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室黄石435002 华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070 湖北枝江酒业股份有限公司枝江443200

从自然界中采集土壤样品,通过富集培养,平板分离,壳聚糖酶活力及粘度快速测定,获得了3株高活力产壳聚糖酶菌株.采用薄层层析(TLC)分析了酶解产物,结果表明:水解产物中均含有壳寡糖.结合形态、生理生化特征鉴定及16S rDNA序列分析,初步... 详细信息

从自然界中采集土壤样品,通过富集培养,平板分离,壳聚糖酶活力及粘度快速测定,获得了3株高活力产壳聚糖酶菌株.采用薄层层析(TLC)分析了酶解产物,结果表明:水解产物中均含有壳寡糖.结合形态、生理生化特征鉴定及16S rDNA序列分析,初步确定其为Mitsraria(属)的一种.

关键词：壳聚糖壳聚糖酶菌株筛选细菌鉴定

壳聚糖酶产生菌Mitsuaria sp.141-2的产酶发酵工艺

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湖北农业科学 2007年第3期46卷 446-449页

作者：胡远亮李专梁运祥华中农业大学农业微生物学国家重点实验室武汉430070

对产壳聚糖酶突变株Mitsuaria sp.141-2进行了研究,结果表明,该菌株所产的壳聚糖酶为诱导酶,最适作用pH值4.0,最适作用温度37～42℃。通过单因素试验和正交试验,得到优化的产酶条件:壳聚糖0.50/、装液量100mL·500mL-1三角瓶、起始pH值... 详细信息

对产壳聚糖酶突变株Mitsuaria sp.141-2进行了研究,结果表明,该菌株所产的壳聚糖酶为诱导酶,最适作用pH值4.0,最适作用温度37～42℃。通过单因素试验和正交试验,得到优化的产酶条件:壳聚糖0.50/、装液量100mL·500mL-1三角瓶、起始pH值7.0、接种量2/、温度30℃、培养时间48h。在此条件下,酶活力可达3.631U·mL-1。

关键词：壳聚糖酶发酵工艺正交试验