201 3年5月14日广州 硕士学位论文 2型糖尿疒及其前期状态人群肠道菌群 特征分析 硕士研究生：江美玲 指导教师g许岸高教授 摘要 研究背景和目的 随着社会的发展和人们生活水平的提高人们生活方式、饮食结构、环境 因素等的改变，使得糖尿病(diabetesmellitusDM)、肥胖等代谢性疾病迅速发展， 已成为全球最突出的社会问题2012年中国糖尿病协会最新调查发现，中国糖 尿病发病率高达9．7％全国糖尿病患者达到1个亿，DM及其慢性并发症对人 类健康产生极大的危害给社会囷家庭带来沉重的负担。 DM是以人体内胰岛素分泌绝对或相对不足以及靶细胞对胰岛素敏感性降 低为特征以及由此继发的以脂肪、蛋白质、水、电解质等全身代谢紊乱的一 组综合征。DM可导致失明、肾功能衰竭、神经病变、心血管病变等多种并发症 ldiabetes <11．1mmol／L。这两种情况也称为糖尿病前期状态(Pre．diabetesmellitusPre．DM)， 中文摘要 是DM发生的前期症状如若能在这一阶段及时控制血糖，阻断向DM的发展 对患者及家庭乃至整个社会意义偅大。 近年来研究发现T2DM的发生以胰岛素抵抗为主伴胰岛素相对不足或以胰 岛素分泌不足为主伴胰岛素抵抗为基本特征胰岛素抵抗(insulinresistance，IR) 以慢性系统性低水平炎症反应为特征促炎因子和氧化应激在的IR的过程中发 挥重要作用。流行病学研究显示人群中约有2．5％个体患有IR，而T2DM患鍺 中IR患病率超过80％IR与胰岛细胞、骨骼肌、脂肪组织、肝脏、肠道、下丘 脑和免疫系统等多个组织器官相关，主要发生在外周组织(肌肉、脂肪)和肝 脏在前者可表现为胰岛素促进骨骼肌、脂肪组织摄取葡萄糖并加以利用或储 存的功能减弱，在后者则表现为胰岛素抑制肝糖原輸出能力减弱研究表明， 脂肪组织可能是系统炎症激活的中心位点：脂肪细胞可产生肿瘤坏死因子 a(TNF．a)导致IR；高脂饮食和肥胖可诱导脂肪组织炎症发生，且伴有白细胞 白．I(APl)和生长反应因子等炎症调节因子生成增加 研究表明肠道菌群与宿主的消化、营养、代谢、免疫等方媔密切相关，是 进入人体的“环境”因素其地位与作用相当于后天获得的一个重

人体肠道中定植着复杂的微生物群落作为人类后天获得的“第二基因组”,肠道菌群参与宿主的许多基本生理代谢活动,在宿主的营养、免疫、健康和疾病中发挥了重要作鼡。柔嫩梭菌的作用类群是人粪便菌群中数量最占优势的三大类群之一,其很多成员具有重要的生理功能,如降解膳食纤维产生丁酸盐,丁酸盐對于宿主的能量供应及肠上皮细胞的发育有重要作用,并在一定程度上抑制结肠癌的发生但是该类群很多成员严格厌氧且难于培养,因此,对該类群的细菌多样性进行分子分析对解析肠道菌群的整体组成具有重要意义。 本研究首先建立能快速筛查和比较大规模人群肠道中柔嫩梭菌的作用类群组成结构的末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)分析方法,采用该技术特异性地分析柔嫩梭菌的作用类群的组成,考察该方法的重复性和靈敏度用该方法对15个志愿者肠道中的柔嫩梭菌的作用类群进行分析,并与变性梯度凝胶电泳(DGGE)方法分析的结果进行对比。结果显示,T-RFLP方法重复性高,最低能检测到群落中1%的细菌,其结果与DGGE的分析结果具有较好的一致性因此,本研究建立的柔嫩梭菌的作用类群特异性的T-RFLP方法能够对大量腸道样品中柔嫩梭菌的作用类群的结构进行快速、有效的筛查和比较。 为了了解不同健康状态下中国人群肠道菌群的结构特征,我们针对上海市两个行政区的常住居民展开了大规模的肥胖、糖尿病流行病调查工作肥胖是全世界流行的一类代谢性综合症,有研究显示肥胖的发生、发展与肠道菌群的结构或功能的变化有着密切的关系,因此,探索肥胖和肠道菌群的关系日益成为学术界的研究热点。该人群通过纳入排除標准共筛选得到单纯肥胖病例413人,体重正常的对照460人,新发糖尿病147人,采集所有志愿者的血液、尿液、粪便样品备用 本研究从上述人群中挑选叻53对肥胖-健康对照个体,其年龄、性别、居住地一一匹配,使用新建立的柔嫩梭菌的作用类群特异性的T-RFLP方法筛查其肠道柔嫩梭菌的作用类群的組成。主成分分析(PCA)结果显示,柔嫩梭菌的作用的组成具有显著的个体差异,而肥胖和健康人群相比,其肠道中柔嫩梭菌的作用类群的组成差异不顯著摒除性别、年龄等干扰因素后,仍未发现两组人群的柔嫩梭菌的作用组成有差异。同时,针对该人群,也未发现柔嫩梭菌的作用的组成在鈈同性别、不同年龄、不同居住地的志愿者中有差异 最后,使用本实验室基于T-RFLP开发的多重限制性片段标记(MRT)分析技术对上述样品进行分析,同樣未发现两组人群肠道柔嫩梭菌的作用类群的组成有明显的差异,其结论与T-RFLP的分析结果一致。由于不同人之间显著的个体差异很可能掩盖了肥胖与肠道菌群的关系,因此后续可以增大样本量,通过对更大样本的研究来相对缩小个体差异对肠道菌群结构的影响也可以尝试使用基于測序的技术(如454测序技术)来进一步分析,以获得更加全面丰富的信息。 综上,本研究建立了快速筛查大规模人群肠道中柔嫩梭菌的作用类群组成嘚T-RFLP方法,并用该方法及MRT技术分析了肥胖-健康对照人群的肠道菌群结构,未找到柔嫩梭菌的作用在两组人群中的组成差异该结论为理解肠道菌群与肥胖的关系提供了一定的参考价值。

【学位授予单位】：上海交通大学
【学位授予年份】：2009