文献解读|Sci Rep（4.996）：黑参和蚕对饮食诱导超重犬肥胖、转录组和肠道菌群的影响

所有的犬平均初始重量为8.4±0.61 kg。高脂饲喂4周后，HD组犬的体重较ND组相比显著增加 (图1a)。和ND组相比，HD和HDT组的体况评分（BCS）显著增加。但是，和HD组相比，HDT组的BCS从第八周开始显著下降(图1 b)。这表明黑参和蚕粉可以抑制高脂诱导肥胖犬的体重增加。和ND组相比，HD组血清TC水平显著增加，但第8周和第12周时，HDT组TC水平较HD组相比显著下降（图1c）；第12周时，HDT组血清TG水平显著低于HD组（图1d）。

图1 肥胖犬体重、血清TG和TC含量分析

测序共获得超过98%的高质量reads，参考基因组比对率大于95%。差异表达基因（DEGs）聚类分析显示同一组内样本聚集在一起（图2a）。PCA分析表明，HD和HDT组内样本各自聚集且组间明显分离，但ND组内样本聚集比较松散（图2b）。和ND组相比，在HD组中共获得到47个上调基因和109个下调基因，而在HDT组中获得到11个上调基因和147个下调基因；和HD组相比，在HDT组中共获得到41个上调基因和31个下调基因（图3a-e）。

图2 DEGs的聚类分析和PCA分析

图3 不同组间DEGs数量及可视化展示

GO分析结果显示，DEGs显著富集的分子功能（MF）类目为结合和催化活性。作者比较了ND和HD组之间上调基因富集的通路以及HDT和HD组之间下调基因富集的通路，发现11条通路：肾上腺素和去甲肾上腺素的生物合成通路、趋化因子和细胞因子介导的炎症通路、多巴胺受体介导的信号通路、促性腺激素释放激素受体通路、尼古丁药效学通路、趋化因子受体信号通路、5羟色胺1/2/3/4型介导的信号通路和Wnt信号通路是共有的，这些通路在HD组中上调，而在HDT组中降低。

和ND组相比，HD组中NUGGC、EFR3B、RTP4、FAM83D、CDC45和ACAN基因下调；和HD组相比，HDT组中这6个基因上调。相似的，和ND 组相比，HD组中HOXC4、IL17RB、SOX13、SLC30A8、SLC18A2、RHEX和SOX4基因上调；但和HD组相比，这7个基因在HDT组中下调（图4a）。使用string数据库对DEGs构建的PPI网络分析如图4b所示。

图4 不同组之间DEGs的共表达Venn图和PPI分析

使用RT-qPCR验证测序数据的准确性，选择NUGGC、ACAN、HOXC4、IL17RB、SOX13、SOX4、EFR3B、RTP4和SLC18A2进行检测，结果和测序数据一致，表明测序数据是可靠的（图5）。

图5 RT-qPCR验证结果

作者进一步评估了微生物群落的多样性和丰度。采用Faith系统发育多样性和PieLou均匀度指数来计算α多样性，结果表明，ND和HDT组之间的PieLou均匀度指数差异显著，在其他组之间比较差异不显著。但和ND组相比，HD组的Faith系统发育多样性下降，而在HDT组中则进一步下降（图6）。使用基于Bray-Curtis距离的主坐标分析β多样性，尽管ND组和HD组有一个重叠的区域，HD组的一个样本在一个较远的位置，但每个处理组都聚集在一个相对独立的区域（图7a）。从Jaccard距离生成的三维图中也观察到类似的聚类模式（图7b）。

图6 不同组间的Faith系统发育多样性

图7 Beta多样性分析

通过生成条形图和Krona图对分类结果进行分析。用Krona图比较不同处理组肠道微生物中存在的重要分类群（图8）。在门水平上，所有样本中最主要的是厚壁菌门。而梭杆菌门、拟杆菌门和放线菌等，在不同样本间普遍存在。LEfSe分析确定了ND和HD组之间的微生物群落分类差异。在HD组中，梭菌纲、梭菌目、链状杆菌属和梭菌属的成员增加；螺旋杆菌科、乳酸杆菌科、弯曲杆菌目、ε-变形菌纲和螺杆菌属的成员减少（图9a，b）。然而，HD和HDT组之间的分类群没有变化。

图8 所有样品的分类学注释

图9 ND组和HD组中分类群的丰度差异

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