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基于宏基因组学与非靶向代谢组学解析菊粉对健康人肠道微生态的调节作用
来源:导入 阅读量: 0 发表时间: 2026-07-17
作者: 李献婷,冯滢璇,肖洋茜,赵建新,陈卫,肖越,陆文伟
关键词: 菊粉;体外粪菌发酵;物种水平;肠道菌群;微生物互作网络
摘要:

本研究以健康人粪便菌群为接种源,构建以菊粉为唯一碳源的体外粪菌发酵体系,并结合宏基因组测序与非靶向代谢组学,从菌群组成、微生物互作网络及代谢响应等多个层面系统评估菊粉(inulin,INU)对健康人肠道微生态的调节作用。结果表明,INU发酵24 h后体系pH值显著下降,菌群结构在多个分类层级发生明显变化。β多样性分析显示,INU组与对照组在Bray-Curtis距离空间中显著分离,α多样性表现为Richness指数显著降低但Pielou均匀度指数变化不显著。关键响应物种分析表明,INU干预后假小链双歧杆菌(Bifidobacterium pseudocatenulatum)、唾液乳杆菌(Ligilactobacillus salivarius)、罗伊氏粘液乳杆菌(Limosilactobacillus reuteri)和单形拟杆菌(Bacteroides uniformis)等物种丰度上升,而柯普雷沃氏菌(Prevotella copri)和普氏栖粪杆菌(Faecalibacterium prausnitzii)等物种丰度下降。菌-菌共现网络分析表明,INU干预后菌群互作网络呈现3 个主要功能簇,不同簇之间表现出差异化关联模式。非靶向代谢组学结果显示,INU显著改变菌群代谢谱,共检测到169 种上调代谢物和120 种下调代谢物,其中色氨酸代谢为最显著富集通路。进一步的功能通路-代谢物及功能基因-代谢物关联分析显示,碳水化合物代谢相关通路与多种有机酸及氨基酸代谢物呈显著相关,而色氨酸代谢相关功能基因则与多种吲哚类代谢物呈显著相关。综上,INU可通过改变菌群组成、重塑微生物互作网络并调节关键代谢通路,共同影响健康人肠道菌群的代谢谱。本研究从多组学整合层面揭示了INU对健康肠道微生态的调节特征,可为阐明其微生态作用机制及其在精准营养中的潜在应用提供实验依据。

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