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要分析16S RRNA序列数据,我们采用了Qiime2软件[21]。首先,在上一步中获取的FASTQ文件被打包到名为Demux.qza的文件中。接下来,使用DeBlur插件来执行质量控制分析,并建立一个特征表。 "血管发作对齐到树 - Mafft-Fasttree"插件用于生产未加工的树木。 "齐梅多样性alpha稀释"插件用于确定alpha多样性。应用Alpha稀疏可视化操作以通过Qiime Tools View命令分析在该步骤中生成的QZV文件,该命令提供了两个α-分集分析(操作分类单位(OTUS)和Shannon指数)。
接下来,使用Greengenes 13.8数据库的“Q2特征分类器插件”数据库用于将分类分类到序列,然后根据分类法映射序列。为了简化随后的分析,我们进行了筛选并保留了至少1%的样品中发现的分类群。
Metagenomic谱的统计分析(印模2.1.3)用于估计相对微生物丰度的统计学意义[23]。 Benjamini-Hochberg假发现率(FDR)方法用于计算调整后的p值。 P< 0.05表示显着差异。
本研究进行了表征猫所有权诱导的所有者肠道微生物群地位的变化。如表1所示,年龄,BMI,性别,种族,乡村住所和饮食类型在猫之间没有显着差异,没有猫群。
可以反映微生物群落的丰度和多样性的α-多样性分析表明,猫组的香农指数(香农价值与社区多样性正相关)而言使用NC组(图1A和1B)。如图1C和1D所示,通过拥有猫撞击微生物组合物。在门水平,猫所有权显着引起植物体外诱导(图1C)。在家庭水平,阿加尔替尼氏菌和巴斯特氏菌的相对丰度显着降低,而肠杆菌和假单胞菌的那些明显增加(图1D)。
此外,预计50种代谢途径被显着变化(P <0.05),其显示出氨基酸,核苷酸,生物氧化碳水化合物,维生素和脂质的代谢增加(图2)。 L-精氨酸,L-鸟氨酸和L-苏氨酸的降解显着增加。半乳酸和葡萄糖的降解显着增加,三羧酸循环显着增加。此外,增加了维生素B12生物合成的途径,并且肌肉,甲基和鞘膜肌醇降解和脂肪酸β-氧化途径增加。
α-多样性分析表明,在母_CAT组中,OTU数和香农指数显着改变(图3A和3B)。然而,在Phylum水平上,在母_CAT和αCAT组中几乎没有微生物(图3C)。在家庭级别,与雌性_综合组相比,在雌性_CAT组中,幼苗酸的相对丰度显着增加,而假鼠菌在雌性_CAT组中显着降低。与雄性组(图3D)相比,雄性_CAT组中的阿加尔替纳科和Peptostrococaceae在雄性癌组中显着降低。
另外,预计分别在雌性_CAT和αCAT基团中显着改变21和13个代谢途径(P <0.05)(图4)。在雌性_CAT组中,氨基酸,碳水化合物,维生素和脂质的新陈代谢显着增加。在Male_cat组中,氨基酸的代谢,生物氧化和碳水化合物显着增加。
猫所有权对NW和ob群体肠道微生物的影响
α-多样性分析表明,在NW和OW组中没有显着改变OTU数和Shannon指数(图5A和5B)。此外,在门水平上,NW_CAT基团(图5C)中的蓝细菌的相对丰度显着降低。在家庭级别,与雌性_中的肠杆菌(Alcaligenaceae)的相对丰度显着增加,而雌性癌基团和伪组酵母显着降低(图5D)。
另外,预计分别在NW_CAT和OW_CAT基团中预测41和7代谢途径(P <0.05)(图6)。在NW_CAT组中,碳水化合物和脂质的代谢显着增加,而细胞壁,氨基酸和核苷酸的代谢显着降低。在OW_CAT组中,碳水化合物和脂质的代谢显着增加。
肠道微生物群受饮食,药物,抗生素和环境暴露的影响[24]。需要注意的环境暴露之一是宠物所有权。这项研究表明,猫所有权显着影响肠道微生物群,特别是在女性和NW个人中。
目前的研究表明,猫所有权不仅影响微生物α-多样性,而且影响促菌,阿尔卡利根科,巴斯特氏菌,肠杆菌痤疮和假单胞菌等多样性。先前的研究表明,与宠物接触会影响婴儿的肠道微生物脂症[25]。此外,植物植物含有许多致病性细菌,例如大肠杆菌,沙门氏菌,弧菌霍乱和幽门螺杆菌[26]。增加的阿尔卡利格纳西与高尿酸血症和便秘等疾病有关[27]。增加的巴氏菌植被涉及血管炎的肉芽肿病[28]。增加的肠杆菌菌患者参与胃炎,精神分裂症,酒精性肝炎和克罗恩病[29-32]。增加的假单胞菌酵母与胆管癌,末期肾病和克罗恩病有关[32-34]。因此,猫所有权可能参与介导与疾病相关的肠道微生物丰富。
此外,本研究表明,猫所有权对女性肠道微生物群产生重大影响。 α-裂变受到显着影响,而预计在雌性_CAT组中预计将显着改变更多代谢途径。在女性_,与NC集团相比,猫组中的OTU号和香农指数显着下降。然而,对于超重女性,只有11个样本(S2表)。此外,女性_女性_女性分别占AGP的62.41%和28.01%。符合正常重量与超重的比例,构建了雌性(19正常重量的雌性和11个超重雌性)的队列。 α-多样性分析表明,在母_CAT组(S3表)中,OTU数和Shannon指数显着降低。据报道,女性更有可能拥有猫[35]。特别是,对于独自生活的女性,猫有助于减少孤独[36,37]。女性更愿意与猫沟通而不是男性[38]。因此,雌性对猫的较大暴露意味着肠道微生物群相对更容易受到影响。
目前的研究表明,植物细菌的植物杆菌显着减少,而NW_CAT集团在NW_CAT集团中受到显着影响的家庭肠杆菌菌,阿尔卡利格尼亚群和假瘤。此外,预计NW_CAT组中的41个代谢途径将显着变化,这远远超过OW_CAT集团。但是,Male_nw中只有32个样本(S4表)。我们构建了32个女性个人和男性个人的正常体重队列。如S5表所示,α-多样性分析表明,NW_CAT组中的OTU编号显着降低。此外,在门水平下,NW_CAT组中的蓝细菌的相对丰度显着降低。据报道,肥胖个体的菌体的相对比率降低[39]。然而,最近的一项研究表明,宠物所有权与肥胖之间没有关联[40]。因此,从Gut Microbiota的角度来看,我们的研究不仅支持猫所有权和肥胖之间可能没有相关性,而且还澄清了猫所有权可以影响NW个人在肠道微生物的结构和功能。
功能预测表明,猫所有权将导致B维生素,氨基酸和碳水化合物代谢的合成。此外,SCFA相关的途径(4-羟基苯乙酸酯降解,TCA循环VII(乙酸酯生产)和甘油降解到丁醇)显着增加。作为辅因子的生物合成前体,维生素在生物体中发挥着至关重要的作用。肠道微生物A可以为宿主提供各种维生素[41]。随着肠道微生物瘤中增加葡萄糖代谢可能有利于宿主血糖对照[42]。 SCFA可以参与肠上皮能量供应,影响肠道环境(如pH和电解质平衡),并调节宿主材料和能量代谢。 SCFA与各种能量代谢疾病的发生有关。 SCFA具有抗炎作用。因此,猫所有权对肠道微生物群职能的影响可能会影响所有者的健康。
最近的研究是专注于猫的肠道微生物群。猫中的主要微生物phyla是迫切的,菌骨,植物,诱导菌和肌肌菌[43]。猫的突出的微生物家庭是PREVOTELLECEAE,Peptostreptococcaceae,Veillonellaceae,Lachnospiraceae,梭菌和酸葡萄球菌植物[44]。微生物可以通过空气和触摸蔓延,使得可以在人类和动物之间交换微生物[45,46]。这项研究表明,大量,诱导菌,植物体,雌激素和疣状病症是5个最丰富的微生物植物,而喇叭杆菌菌,雌激素酸,Lachnospiraceae,Frvotellaceae和肠杆菌属植物是主要的微生物家族。因此,猫和人类的肠道微生物群是完全不同的。因此,猫的所有权以多种方式影响人体肠道微生物群,如与猫的头发上的植物群接触以及宠物友谊对精神的影响,值得进一步研究。
据报道,肠道微生物会受到各种因素的影响,例如饮食,种族和抗生素历史[47,48]。因此,本研究仅包括在美国和英国生活的白种人个人。此外,猫和没有猫的个体的饮食没有显着差异(表1和S6表)。然而,在AGP问卷中,与猫的亲密关系,与猫的生活方式以及与猫相处的平均时间没有涉及,这可能会影响结果。最终,这项研究发现,猫所有权在调制所有者的肠道微生物群方面发挥作用,这对进一步研究很重要。
通常,猫所有权是需要考虑的因素,并且可以影响微生物多样性和组成。猫的所有权对女性和NW个人的肠道微生物群产生了重大影响,但它与流体的肠道微生物群不相关。此外,猫拥有的多种微生物代谢途径受到猫所有权的影响。在未来的研究中,更大规模和更详细的调查可以验证猫所有权对业主的肠道微生物群的影响。
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