感染减毒鼠伤寒沙门氏菌对小鼠粪样代谢组的影响——WIPM和Bruker 500 MHz核磁共振波谱仪检测结果的比较.pdf

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1、波谱学杂志第31卷第3期、，o1．31NO．32014年9月ChineseJournalofMagneticResonanceSep．2014文章编号：1000—4556(2014)03-349—15感染减毒鼠伤寒沙门氏菌对小鼠粪样代谢组的影响——wIPM和Bruker500MHz核磁共振波谱仪检测结果的比较陈璐，一，宋侃，王玉兰[1．中国科学院生物磁共振分析重点实验室，波谱与原子分子物理国家重点实验室，武汉磁共振中心(中国科学院武汉物理与数学研究所)，湖北武汉430071；2．长江航务管理局疾病预防控制中心，湖北武汉430019：3．中国科学院

2、大学，北京100049]摘要：鼠伤寒沙门氏菌属于胞内侵袭性兼性厌氧菌，减毒后的鼠伤寒沙门氏菌安全性大大提高，已被广泛用于病毒、细菌及寄生虫疫苗的研制．但是目前还没有研究利用代谢组学方法来分析减毒鼠伤寒沙门氏菌感染对宿主和肠道菌群相互作用的影响．同时中国科学院武汉物理与数学研究所自主研发的WIPM500MHz核磁共振(NMR)波谱仪已经研制成功，但是该谱仪是否可以用于代谢组学研究尚未经过考证．本研究同时使用WIPM和Bruker500MHz核磁共振波谱仪对同一批减毒鼠伤寒沙门氏菌感染小鼠的粪样进行检测，并结合多变量数据分析方法来研究减毒鼠伤寒沙门氏

3、菌感染对小鼠粪样代谢组的影响．研究结果表明，W1PMNMR波谱仪检测数据的分析结果与BrokerNMR波谱仪的实验结果具有高度的一致性，表明WIPM谱仪可以用于代谢组学研究．研究发现减毒鼠伤寒沙门氏菌感染能够引起小鼠粪样代谢物中多种氨基酸和尿嘧啶含量的上升，并伴有胆汁酸、乳酸和丙酸含量的下降．以上代谢物含量的改变表明，减毒鼠伤寒沙门氏菌感染使小鼠肠道微生物的代谢功能发生了紊乱．关键词：核磁共振fNMR1；粪样代谢组；减毒鼠伤寒沙门氏菌；谱仪对比中图分类号：0482．53文献标识码：A收稿日期：2014．01．14；收修改稿日期：2014—07．2

4、1基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项资助项目(2011YQ12003503)．作者简介：陈璐(1988)，女，江西抚州人，硕士研究生，主要从事生物医学代谢组学研究，Email：tjchenlu@163eom．通讯联系人；王玉兰，电话：027—87198430，E-mail：yulan．wang@wipm．ac．cn350波谱学杂志第31卷引言鼠伤寒沙门氏菌(Salmonellatyphimurium)是目前分离率极高的一种沙门氏菌(Salmonella)菌型，同时也是重要的人兽共患病原菌，其不仅能够引起人与畜禽的自限性肠炎，还可以导致小鼠出现

5、人伤寒样的系统性感染以及人类的食物中毒等多种症状n1．有效疫苗的研制在沙门氏菌病的防控过程中扮演着极为重要的角色，越来越多的研究证明，减毒沙门氏菌活疫苗具有比亚单位疫苗或死疫苗更安全、更有效的免疫效果[2】．所谓减毒沙门氏菌是指通过物理、化学或基因工程等手段，使沙门氏菌某些特定的基因发生不可逆的突变，进而使其毒性大大降低．减毒后的鼠伤寒沙门氏菌安全性大大提高，并在降低致病力的同时仍保持良好的侵袭力和免疫原性．减毒鼠伤寒沙门氏菌通过口服途径感染宿主后，能够产生持续且有效的细胞、体液以及局部黏膜免疫效应，目前己作为疫苗及DNA疫苗载体被广泛用于细菌】

6、、病毒【，及寄生虫疫苗的研制．近几十年来，随着鼠伤寒沙门氏菌基因组学、蛋白质组学和代谢组学等组学研究的开展，人类开始从分子水平对鼠伤寒沙门氏菌的多种特性进行研究．其中代谢组学出现的时间相对较晚，但它在短短十几年里的发展及其在系统生物学研究中的重要性却不可小觑．代谢组学能够揭示生物体最终确实已经发生了的变化，并协助研究者以下游代谢产物为出发点，进一步研究生命过程的本质及特性ll。1，其常用的检测方法有：NMR、色谱(高效液相色谱法，HPLC；气相色谱，GC)、质谱(MS)以及多种技术的联用[1”．目前，多数研究都是以沙门氏菌培养基为对象进行的代谢组

7、学研究，通过研究结果间接反映出菌体自身所发生的代谢变化【l引．后来有研究者通过傅立叶变换离子回旋共振(DI—FT-ICR)MS来分析鼠伤寒沙门氏菌对小鼠肝脏和粪样代谢轮廓的影响，研究结果显示鼠伤寒沙门氏菌扰乱了宿主体内的多条代谢途径，其中激素类物质(类花生酸、类固醇等)发生的变化最为明显L1．然而，在这些工作中与NMR相关的报道极少，NMR检测技术仅被用于鼠伤寒沙门氏菌及其减毒菌株中某些特定物质(蛋白、酶类及脂质A等)的结构分析，迄今还没有研究利用NMR技术来分析减毒菌株感染对宿主代谢组产生的影响．本研究的对象为减毒鼠伤寒沙门氏菌YS14510(

8、purl-，msbB一1，其绝大部分特性与VNP20009(purI-，msbB一，xylose一、这种常见减毒菌株相似，VNP2000