项目文章Front Cell Infect Mi（IF 5.293）| 16s+代谢组联合揭露长期热暴露致大鼠发情周期障碍-自主发布-资讯-生物在线

项目文章Front Cell Infect Mi（IF 5.293）| 16s+代谢组联合揭露长期热暴露致大鼠发情周期障碍

作者：上海中科新生命生物科技有限公司 2021-12-29T19:01 (访问量:1110)

研究表明长期热暴露会导致女性内分泌失调和卵巢功能障碍，影响卵巢细胞增殖和凋亡，诱导卵巢激素过度分泌，破坏激素平衡等等。然而，相关机制尚未完全阐明。天津军事科学院军事医学研究院环境医学与作业医学研究所王静教授团队在Frontiers in Cellular and Infection Microbiology上发文“Integrative Analysis of Vaginal Microorganisms and Serum Metabolomics in Rats With Estrous Cycle Disorder Induced by LongTerm Heat Exposure Based on 16S rDNA Gene Sequencing and LC/MS-Based Metabolomics”，揭示长期处于热暴露(HE)状态下的大鼠会导致发情周期障碍(ECD)，并损害生殖功能，文章同时探讨了阴道微生物与血清代谢组学之间的关系，这些发现可能有助于理解 HE 诱导 ECD 的机制，并提出一种基于阴道微生物的新干预措施。其中，中科新生命提供了16s扩增子测序及代谢组学检测和技术支持服务。

研究材料

C group：温度23°C ± 1°C，湿度45%–60%；

H group：温度38°C ± 0.5°C，湿度55% ± 5% ，2 h/天（9:00-11:00）。

技术路线

步骤1：16S rDNA扩增子测序：显著性差异菌群；

步骤2：代谢组学：显著性差异代谢物；

步骤3：关联分析：HE干扰了阴道微生物群的丰度及其与血清代谢物的浓度，导致大鼠发情周期障碍。

研究结果

1. ECD大鼠阴道微生物的检测

作者首先采用16S rDNA扩增子测序分析阴道分泌物的微生物，探讨HE诱导的ECD大鼠与对照大鼠阴道微生物群结构多样性的差异。结果发现微生物的相对丰度、组成存在显著差异，说明HE对阴道微生物群有明显影响。

图1 HE诱导的ECD大鼠阴道微生物的丰度和多样性

2. ECD大鼠血清代谢物的检测

接下来，作者对大鼠血清样品进行液相色谱-质谱(LC/MS)检测，结果显示两组之间血清代谢物的丰度存在显著差异。KEGG通路分析显示ECD大鼠的代谢通路发生显著变化，包括脂质代谢、亚油酸代谢、氨基酸代谢、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路、GnRH信号通路等代谢通路。

图2 ECD大鼠血清代谢组学分析

3. 阴道微生物群与血清代谢表型的相关性分析

16s和代谢组相关性分析确定了52对微生物群-代谢物之间显著相关，包括21对正相关，31对负相关。其中，加德纳氏菌的丰度与代谢物 L-精氨酸浓度呈正相关，与油酸浓度呈负相关。假单胞菌的丰度与 L-精氨酸浓度之间以及代谢物苯甲酸浓度与安德克氏菌的丰度之间呈负相关。进一步揭示，这四对细菌-代谢物对与发情周期和繁殖有直接或间接的关系。

图3 阴道微生物与血清代谢物的关系

4. 热暴露对血清神经递质水平的影响

先前的结果和数据表明，ECD 中谷氨酸能神经递质和单胺能神经递质的水平发生了显着变化。于是研究人员采用靶向代谢组学方法观察热暴露对血清神经递质水平的影响，发现血清代谢组学中谷氨酸水平也有所升高，该结果表明，阴道微生物的变化可能与谷氨酸代谢密切相关。

图4 HE对血清神经递质的影响

小结
总之，HE干扰了阴道微生物群的丰度及其与血清代谢物的浓度，导致大鼠发情周期障碍。其中，阴道微生物，如加德纳菌、假单胞菌和安德克氏菌的丰度以及血清代谢物油酸、L-精氨酸和苯甲酸的浓度变化可能通过干扰脂质代谢、氨基酸代谢、mTOR信号通路、GnRH信号通路等方式影响雌性大鼠的发情周期、胚胎发育和生殖炎症。因此，它们可以作为 HE 诱导的 ECD 的早期监测标志物。同时，本研究结果为进一步研究长期HE对雌性大鼠生殖系统健康影响的机制提供了新的见解。

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