66246-88-6 / 戊菌唑?qū)π∈竽c道微生物群和代謝的影響

研究方案：32個(gè)雄性小鼠，分成4組，取糞便及血清樣本，每組重復(fù)8個(gè)樣。

檢測(cè)方式：糞便檢測(cè)16s；血清檢測(cè)LC-MS/MS

技術(shù)路線圖：

1、戊菌唑及其異構(gòu)體對(duì)腸道微生物的影響

16s測(cè)序PCOA分析可以看出暴露在（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑?qū)π∈竽c道微生物群的影響（圖2a）。PC1、PC2和PC3的變異率分別為20.58%、13.53%和8.26%。（±）-戊菌唑治療組與對(duì)照組微生物群有分離情況，其他治療組和對(duì)照組之間沒(méi)有明顯的分離。此外，與（±）-戊菌唑和（+）-戊菌唑治療組不同，暴露于（-）-戊菌唑?qū)е滦∈竽c道微生物群的豐富性和多樣性顯著降低（圖2b-c）。

線性判別分析組間有顯著差異的特定分類(lèi)群（圖3a），產(chǎn)生了枝狀體（圖3b）。對(duì)照組小鼠細(xì)菌分類(lèi)組的組成變化不大。但（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑治療組的細(xì)菌分類(lèi)組成存在顯著差異。特別是（±）-戊菌唑治療組小鼠在厚壁菌門(mén)、理研菌科、瘤胃球菌科和顫螺菌屬均有不同程度的變化。相反，RF32、α-變形桿菌、普雷沃菌科和普雷沃菌屬在（-）-戊菌唑處理的小鼠中存在差異。脂原菌科、伯克氏菌目、β-變形桿菌屬和薩特菌在（+）-戊菌唑治療組表現(xiàn)出差異。這些結(jié)果表明小鼠的腸道微生物群對(duì)（±）-戊菌唑，（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑敏感。

圖2. 各治療組腸道微生物群的主坐標(biāo)分析、豐富度和多樣性

圖3. 不同群體中不同細(xì)菌類(lèi)群的顯著差異

2.細(xì)菌群落分析

不同組小鼠的微生物群根據(jù)分類(lèi)分析而有所不同（圖4）。在門(mén)水平上，（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑治療組的主要微生物門(mén)相對(duì)豐度有顯著差異（圖4a）。與對(duì)照組相比，（±）-戊菌唑暴露后，變形桿菌的相對(duì)豐度顯著降低，類(lèi)桿菌相對(duì)豐度顯著增加。此外，（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）戊菌唑暴露后，主要微生物科和屬水平的相對(duì)豐度受到干擾（圖4c-d）。在屬水平上（±）-戊菌唑處理組中，類(lèi)桿菌、螺旋桿菌、丹毒滴蟲(chóng)科和擬桿菌科的相對(duì)豐度顯著下降，而（+）-戊菌唑治療組，RF32、普雷沃菌和YS2的相對(duì)豐度顯著增加。一般來(lái)說(shuō)，在（±）-戊菌唑，（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑暴露后，觀察到差異腸道微生物群反應(yīng)。

3.戊菌唑及其異構(gòu)體對(duì)小鼠血清代謝的影響

采用LC-MS/MS方法測(cè)定血清代謝譜，檢測(cè)到182個(gè)代謝物。在PCA圖中觀察到，良好的分離趨勢(shì)（圖5a）。（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑治療組小鼠血清代謝譜紊亂。通過(guò)PLS-DA和排列圖模型鑒定了顯著改變的代謝物。與對(duì)照組相比，治療組的PLS-DA圖有顯著差異（圖5b-d）。暴露在（±）-戊菌唑，（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑后，62種代謝物的相對(duì)豐度發(fā)生了顯著變化（圖6a）。與對(duì)組相比，（±）-戊菌唑治療組，29種代謝物的相對(duì)豐度顯著增加。（+）-戊菌唑治療組23種代謝物的相對(duì)豐度發(fā)生了顯著變化。12種代謝物相對(duì)豐度顯著增加，11種代謝物相對(duì)豐度顯著下降。（-）-戊菌唑治療組36種代謝物相對(duì)豐度的變化。17種代謝物顯著增加，而19種代謝物的相對(duì)豐度顯著降低。

總的來(lái)說(shuō)，接觸（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑后5種代謝物發(fā)生了顯著變化。（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑暴露導(dǎo)致15種代謝物發(fā)生顯著變化。與（±）-戊菌唑相比，在（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑治療組中10大代謝物發(fā)生變化（圖6b）。參與色氨酸代謝、脂質(zhì)和葡萄糖代謝以及腸道微生物群代謝的16種代謝物相對(duì)豐度有顯著變化（圖6c）。血清代謝組學(xué)顯示，（±）-戊菌唑、（+）-戊菌唑和（-）-戊菌唑破壞了小鼠的代謝譜。

圖5. 所有組的PCA評(píng)分圖和每?jī)山M的PLS-DA評(píng)分圖

4.代謝途徑的分布

對(duì)小鼠的生物代謝網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，在（±）-戊菌唑治療組中，組氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸、精氨酸和脯氨酸代謝等三種代謝途徑發(fā)生了顯著改變（圖7a）。在（-）-戊菌唑治療組中，精氨酸和脯氨酸代謝、苯丙氨酸、β-丙氨酸和苯丙氨酸生物合成、酪氨酸和色氨酸代謝等4條代謝途徑發(fā)生了顯著改變（圖7c）。但這些代謝途徑不受（+）-戊菌唑暴露的影響（圖7b）。

圖7. 代謝途徑分析