条文本gydF4y2Ba
文摘gydF4y2Ba
客观的gydF4y2Ba药用真菌gydF4y2BaOphiocordyceps sinensisgydF4y2Ba及其鉴定gydF4y2Ba被毛gydF4y2Ba有很长的历史在中药使用的免疫调节特性。改变肠道微生物群的描述在肥胖和2型糖尿病。我们检查的可能性gydF4y2Bah . sinensisgydF4y2Ba菌丝体含有多糖(HSM)和孤立的分数可能防止食源性肥胖和2型糖尿病,调节肠道微生物群的构成。gydF4y2Ba
设计gydF4y2Ba高脂肪饮食(HFD)喂老鼠HSM或分数处理含不同分子量的多糖。HSM的影响和多糖对肠道微生物群评估水平粪便微生物群移植(FMT),抗生素治疗和16 s rDNA-based微生物群分析。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba分数H1含有高分子多糖(> 300 kDa)重量大大减少体重增加(减少∼50%)和代谢紊乱在HFD-fed老鼠。这些影响与生热作用蛋白的表达增加有关标记在脂肪组织,增强肠道的完整性,减少肠道和系统性炎症和胰岛素敏感性和改善脂质代谢。肠道微生物群的分析显示,H1多糖有选择性地促进了增长gydF4y2BaParabacteroides goldsteiniigydF4y2Ba共生细菌的水平降低,HFD-fed老鼠。FMT结合抗生素治疗表明neomycin-sensitive肠道细菌与肥胖负相关特征和H1所需的anti-obesogenic效果。值得注意的是,口服治疗HFD-fed小鼠生活gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba减少肥胖和与脂肪组织产热增加,增强肠道的完整性,减少炎症和胰岛素抵抗水平。gydF4y2Ba
结论gydF4y2BaHSM多糖和肠道细菌gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba代表小说益生元、益生菌可能用于治疗肥胖和2型糖尿病。gydF4y2Ba
- 结肠微生物区系gydF4y2Ba
- 肥胖gydF4y2Ba
- 糖尿病gydF4y2Ba
- 营养gydF4y2Ba
- 生命起源以前的gydF4y2Ba
来自Altmetric.com的统计gydF4y2Ba
本研究的意义gydF4y2Ba
已知在这个问题上是什么?gydF4y2Ba
食源性失调及肠漏导致肥胖和2型糖尿病的发展。gydF4y2Ba
多糖是从药用真菌等gydF4y2Ba灵芝gydF4y2Ba减少肥胖的老鼠的体重增加。gydF4y2Ba
被毛gydF4y2Ba菌丝体(HSM)产生抗炎,那些动物和降脂效果。gydF4y2Ba
有什么新发现吗?gydF4y2Ba
高分子重量多糖(> 300 kDa)源自HSM在肥胖老鼠产生anti-obesogenic和抗糖尿病的效果。gydF4y2Ba
HSM多糖反向obesity-induced肠道失调和肠漏,并降低代谢内毒素,炎症、胰岛素抵抗和血脂异常。gydF4y2Ba
HSM多糖调节肠道微生物群的组成,尤其是丰富肠道细菌gydF4y2BaParabacteroides goldsteiniigydF4y2Ba。gydF4y2Ba
口服治疗肥胖老鼠的生活gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba细菌可以防止体重增加,改善肠道的完整性,减少炎症和胰岛素抵抗。gydF4y2Ba
它会如何影响临床实践在可预见的未来吗?gydF4y2Ba
高分子重量多糖是从HSM代表小说益生元,治疗肥胖和2型糖尿病。gydF4y2Ba
p . goldsteiniigydF4y2Ba是一种新型的益生菌细菌可能用于治疗肥胖和代谢紊乱有关。gydF4y2Ba
介绍gydF4y2Ba
肥胖是代谢紊乱与患2型糖尿病的风险增加,心血管疾病和癌症。gydF4y2Ba1 - 4gydF4y2Ba肥胖的特点是身体体重增加,积累的脂肪组织,肠道微生物群失调,gydF4y2Ba5gydF4y2Ba肠漏,gydF4y2Ba6gydF4y2Ba代谢内毒素,gydF4y2Ba6 7gydF4y2Ba慢性炎症,gydF4y2Ba6 8gydF4y2Ba胰岛素抵抗gydF4y2Ba6 9 10gydF4y2Ba和脂肪细胞的肥大。gydF4y2Ba11gydF4y2Ba多余的体重也会导致非酒精脂肪肝的发展(NAFLD)和非酒精性脂肪肝(NASH)。gydF4y2Ba9gydF4y2Ba
最近的研究表明,肠道微生物群失调与中断相关的肠道屏障功能和代谢内毒素。gydF4y2Ba12 - 15gydF4y2Ba因此战略,恢复肠道微生物群的提出预防和治疗肥胖。gydF4y2Ba16 - 19gydF4y2Ba饮食是一个关键因素影响宿主代谢调节肠道微生物群。gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba多项研究表明,肠道微生物群的调制使用益生元、益生菌可能改善肠道的完整性和主机新陈代谢和减少肥胖和慢性炎症。gydF4y2Ba17个月21gydF4y2Ba多糖和膳食纤维可以减少体重和发挥抗炎作用增强特定anti-obesogenic肠道细菌的生长和microbiota-derived代谢物的生产。gydF4y2Ba25日- 27日gydF4y2Ba然而,还需要进一步的研究来更好地了解饮食之间的复杂的相互作用,益生元,肠道微生物群。gydF4y2Ba
许多草药用于中药(TCM)施加anti-obesogenic和抗糖尿病的效果。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba传统治疗方法的一个类包括药用真菌,如gydF4y2BaOphiocordyceps sinensisgydF4y2Ba和gydF4y2Ba灵芝gydF4y2Ba,它包含一个广泛的免疫调节和生物活性的化合物。gydF4y2Ba29-32gydF4y2Ba我们以前观察到gydF4y2Bag .清明的gydF4y2Ba减少高脂肪饮食肥胖(HFD)美联储老鼠通过调节肠道微生物群的构成。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba冬虫夏草,gydF4y2Bao . sinensisgydF4y2Ba(也称为冬虫夏草),它的鉴定,gydF4y2Ba被毛gydF4y2Ba,也产生免疫调节,抗炎,那些和降脂效果,gydF4y2Ba34 35gydF4y2Ba但这种真菌可能诱发anti-obesogenic影响的可能性还没有检查。gydF4y2Ba
在目前的研究中,我们表明,水提取物gydF4y2Bah . sinensisgydF4y2Ba菌丝体(HSM)和polysaccharide-containing分数从提取分离减少体重和积累的脂肪组织在食源性肥胖小鼠模型。进一步的实验表明,neomycin-sensitive细菌包括gydF4y2BaParabacteroides goldsteiniigydF4y2Ba需要anti-obesogenic HSM多糖的影响。因此,我们的研究结果揭示了存在一个新的共生的细菌物种负责anti-obesogenic真菌多糖的影响。gydF4y2Ba
方法gydF4y2Ba
动物实验gydF4y2Ba
前不久C57BL / 6 j雄性老鼠从NARLab购买设备(台湾)。动物被安置四到五个人每笼免费食品和无菌饮用水(DW)(反渗透年级)温控房间(21°C±2°C) 12小时暗光下循环。住宿时间1星期后,老鼠与标准食物饮食12周(周,13.5%的能源来自脂肪;LabDiet 5001;美国LabDiet)或HFD(60%的能源来自脂肪;TestDiet 58日元;美国TestDiet)。老鼠每天补充100µL无菌生理盐水(车辆),HSM(20毫克/公斤)或多糖分数H1-H4(20毫克/公斤),胃内的强饲法。当时表示,非动物犀牛和全血液通过心脏穿刺被撤回。内脏脂肪组织(即附睾的白色脂肪组织)和肝脏被移除和体重。 Organs and tissues were immersed in liquid nitrogen and stored at −80°C for further analysis.
制备HSM水提取物和多糖gydF4y2Ba
h . sinensisgydF4y2Ba应变CGB 999335分离和培养如前所述。gydF4y2Ba36gydF4y2Ba粗纤维HSM由< 10%;多糖> 3%;原油在42.8克/ 100克蛋白质;粗脂肪8.2克/ 100克;在31.9克/ 100克碳水化合物;氨基酸在7.8克/ 100克和钠242.7毫克/ 100克。在每100克373千卡热量测量。HSM水提取物和多糖分数都准备如前所述gydF4y2Bag .清明的gydF4y2Ba。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba
测量血清细胞因子gydF4y2Ba
全血被撤回的心脏穿刺管不含抗凝(美国BD)。允许血液凝块30分钟。解决方案是离心机在000 15gydF4y2BaggydF4y2Ba1分钟和上层清液(血清)收集。ELISA试剂盒是用来测量白介素(IL) 1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)血清按照制造商的指示(美国研发系统)。gydF4y2Ba
血清内毒素检测gydF4y2Ba
血清内毒素是量化的使用gydF4y2Ba鲎amaebocytegydF4y2Ba溶菌产物(LAL)工具包(Cambrex生物科学,美国)根据制造商的指示。gydF4y2Ba
简而言之,血清样本稀释1:10 endotoxin-free水1:1000(美国Lonza),加热在70°C 10 - 15分钟,根据制造商的协议处理。回收率测定基于净脂多糖(LPS)的浓度上升样品补充与有限合伙人(美国σ0.1欧盟/ mL)。样品的回收率至少50%被认为是。gydF4y2Ba
测量稳态模型assessment-insulin阻力指数gydF4y2Ba
空腹血糖测定使用glucometer条(强生医疗器械,香港)之前完成。gydF4y2Ba37gydF4y2Ba空腹胰岛素测定使用商业酶联免疫试剂盒(Mercodia、瑞典)。稳态模型assessment-insulin阻力(HOMA-IR)计算使用以下方程:空腹血糖(mg / dL)×空腹胰岛素(μU /毫升)/ 405。gydF4y2Ba
体内肠道渗透性测定gydF4y2Ba
肠道通透性评估口服后体内异硫氰酸荧光素(FITC)右旋糖酐(4 kDa;σ),葡萄糖高分子量聚合物,根据制造商提供的信息,是消化和吸收健康的老鼠。动物口服填喂法与FITC-dextran(44个毫克/ 100克),4小时前牺牲。全血是通过心脏穿刺前杀死。血清稀释了磷酸盐(PBS)和荧光监控使用荧光分光光度计(美国BioTek协同HT)使用激励在485 nm和发射在528 nm)。一个标准曲线制备基于一系列的双重的稀释FITC-dextran PBS。从小鼠血清,尚未收到FITC-dextran被用作背景控制。gydF4y2Ba
体外Caco-2细胞单层渗透试验gydF4y2Ba
人类Caco-2细胞从欧洲购买验证细胞培养(英国)的集合。鹰Caco-2细胞培养在杜尔贝科的修改与10%胎牛血清的培养基补充,50 U /毫升青霉素和链霉素37°C下5%的股份有限公司gydF4y2Ba2gydF4y2Ba。Caco-2细胞(1×10gydF4y2Ba5gydF4y2Ba)是生长在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜基transwell板(0.4µm毛孔;美国微孔)21天达到融合(transepithelialΩcm电阻(te) > 1000gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)。Caco-2单层生长的顶端一侧transwells处理有限合伙人(100µg /毫升;O111: B4,σ)和1毫克/毫升的H1或50多种感染gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba。有限合伙人在无血清培养基稀释作为积极的控制,和无血清培养基的车辆控制。t值监测12小时使用Millicell-ERS-2 volt-ohm米(微孔)。gydF4y2Ba
抗生素治疗gydF4y2Ba
体内抗生素治疗,HFD-fed老鼠接受H1或生理盐水,再加上50µg /毫升克林霉素(C)(美国Goldbio), 50µg /毫升甲硝哒唑(M)(σ),50µg /毫升青霉素(P)(σ),25µg /毫升万古霉素(V)(σ)和/或50µg /毫升新霉素(N)(σ)无菌DW 12周。对体外粪便微生物群移植(FMT) HFD-fed老鼠(5周岁男性)每日使用H1或生理盐水治疗口腔填喂法6周。在星期4星期6(共14天),每天从每个供体老鼠收集粪便微生物群,使用抗生素治疗,汇集、混合和储存在-80°C。准备粪便微生物群,粪便颗粒(150 - 180 mg)收集每天在无菌管,前悬挂和均化1毫升的PBS。离心后2000gydF4y2BaggydF4y2Ba在4°C 1分钟,bacteria-enriched上层清液收集和离心5分钟15 000克。细菌颗粒resuspended在1毫升无菌生理盐水含有抗生素CMPV,新霉素或CMPVN,紧随其后的是固定在有氧条件下孵化在37°C 2小时。抗生素治疗后,粪便微生物群标本收集,用盐水洗两次,resuspendedµL盐水与700年的20% (v / v)甘油和储存在-80°C。HFD-fed老鼠(5周岁男性)每天与粪便微生物群移植治疗通过口服填喂法从每个捐赠者组12周。gydF4y2Ba
盲肠的微生物群分析gydF4y2Ba
盲肠的微生物群DNA提取使用QIAamp DNA凳子迷你包(美国试剂盒)和用于放大16 s rDNA V3-V4地区。盲肠的微生物群组成评估使用Illumina公司HiSeq测序16 s rDNA扩增子和QIIME-based微生物群分析。盲肠的微生物群的DNA提取的详细过程,测序和图书馆建设和微生物群分析管道中描述gydF4y2Ba补充的方法gydF4y2Ba。gydF4y2Ba
补充文件1gydF4y2Ba
p . goldsteiniigydF4y2Ba培养、制备和治疗gydF4y2Ba
p . goldsteiniigydF4y2Ba(写明ATCC baa - 1180,也被称为JCM 13446)从美国购买类型文化集合(写明ATCC,美国)。细菌生长在37°C Whitley DG250厌氧室(唐惠特利,英国)和厌氧混合气体(5%的二氧化碳、5%的氢、90%氮)。Anaerobicity确认使用厌氧指标(英国Oxoid)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba在厌氧培养血琼脂巯乙酸(创意、台湾)和液体介质(BD)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba由离心收集,resuspended无菌生理盐水。老鼠每天使用4×10gydF4y2Ba7gydF4y2Ba菌落的gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba通过口服填喂法。Heat-killed或巴氏杀菌gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba是由加热细菌在100°C 15分钟30分钟或70°C,分别。小鼠每日heat-killed或巴氏杀菌处理gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba通过口服填喂法。gydF4y2Ba
统计分析gydF4y2Ba
统计分析了使用GraphPad棱镜V.7.0a(美国GraphPad软件)。数据显示为±SD和中位数±差参数和非参数分析,分别。使用未配对的双尾两组之间的差异进行评估学生的学习任务。数据集包括以上两组被单向方差分析评估(方差分析)其次是Bonferroni事后测试或通过非参数克鲁斯卡尔-沃利斯检验邓恩的多个比较测试。细菌种类与使用Metastats统计上的显著差异进行了评估。gydF4y2Ba38gydF4y2Ba水平的细菌种类显示数据还在统计上有显著差异的Metastats评估使用非参数克鲁斯卡尔-沃利斯检验和错误发现率(罗斯福)多个校正测试(< 5%)。gydF4y2Ba39gydF4y2Ba细菌种类和肥胖之间的相关系数特征确定使用枪兵的相关分析。P值< 0.05被认为是具有统计学意义。表示在图中传说,Benjamini描述的方法吗gydF4y2Ba等gydF4y2Ba39gydF4y2Ba也用于评估罗斯福(< 5%)估计p值。gydF4y2Ba
结果gydF4y2Ba
HSM和多糖分数减少HFD-fed老鼠的体重gydF4y2Ba
测试HSM对体重的影响,我们喂养老鼠的HFD 12周和日常管理的动物的饮食补充HSM水提取物或生理盐水-控制(见在线gydF4y2Ba补充图S1AgydF4y2Ba)。与食物的饮食相比,老鼠HFD显示增加体重,内脏脂肪质量,肝脏重量、血清甘油三酯和HOMA-IR索引值(见在线gydF4y2Ba补充图S1B-HgydF4y2Ba)。值得注意的是,HSM显著降低这些肥胖特征剂量依赖性的方式(见在线gydF4y2Ba补充图S1B-HgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
确定化合物负责HSM anti-obesogenic效果,我们分离了HSM水提取物分为四个分数基于分子量(gydF4y2Ba图1一个gydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba)。管理分数H1,含有多糖分子量高于300 kDa(见在线gydF4y2Ba补充表S1gydF4y2Ba),体重减少了∼50% HFD相比,12周后(gydF4y2Ba图1罪犯gydF4y2Ba)。分数H1也减少内脏脂肪和HOMA-IR指数HFD-fed小鼠,产生影响所观察到的类似歌舞青春水提取物(gydF4y2Ba图1 e, FgydF4y2Ba)。虽然分数H4含有寡糖和碳水化合物的低分子量并不影响体重和肥胖特征,分数H2 (10 - 300 kDa)和H3 (< 10 kDa)减少内脏脂肪垫质量,但没有产生对体重的影响或HOMA-IR指数(gydF4y2Ba图1 b-fgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
HSM-derived多糖减少HFD-fed老鼠的代谢紊乱gydF4y2Ba
HSM和H1并不影响能量摄入(见在线gydF4y2Ba补充图S2AgydF4y2Ba)或脂肪吸收(见在线gydF4y2Ba补充图开通gydF4y2Ba),这表明这些疗法没有调节食欲或脂类的吸收。此外,HSM和H1并不影响盲肠的或结肠短链脂肪酸(SCFAs)的生产,如乙酸、丙酸和丁酸(见在线gydF4y2Ba补充图S3gydF4y2Ba)。另一方面,HSM和H1降低血清甘油三酯(见在线gydF4y2Ba补充图S4AgydF4y2Ba)和基因表达参与脂解作用,脂质运输和吸收和脂肪生成脂肪和肝组织(见在线gydF4y2Ba补充图S4BgydF4y2BaC)。HSM和H1增强基因表达与肝β-oxidation有关,与HFD集团(见在线gydF4y2Ba补充图自己gydF4y2BaAcsl3)。相比之下,分数H2-H4影响了一些但不是全部脂质代谢参数(见在线gydF4y2Ba补充图S4gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
HSM H1-H3治疗降低空腹血糖和HFD相比,只有HSM和H1降低空腹胰岛素(见在线gydF4y2Ba补充图S5AgydF4y2Ba,B)。HSM和分数H1-H3改善葡萄糖耐量的口服葡萄糖耐量试验(见在线gydF4y2Ba补充图S5CgydF4y2BaD),但只有HSM和H1改善胰岛素敏感性的胰岛素耐量试验(见在线gydF4y2Ba补充图S5E, FgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
HSM和H1降低血清中促炎细胞因子的含量IL-1βTNF-α,相比之下,HFD (gydF4y2Ba图1 g, HgydF4y2Ba)。符合上述对脂质代谢的影响(见在线gydF4y2Ba补充图S4gydF4y2Ba),HSM和H1的数量减少脂肪细胞肥大和冠状结构(CLS)组织病变中巨噬细胞周围脂肪细胞死亡(见在线gydF4y2Ba补充图S6gydF4y2Ba)。我们监视表达式线粒体解偶联蛋白1 (UCP1)早些时候被脂肪组织产热的主要监管机构。gydF4y2Ba40gydF4y2BaHSM和H1 UCP1 mRNA和蛋白表达增加棕色脂肪组织(蝙蝠)和腹股沟白色脂肪组织(iWATs)与HFD集团(gydF4y2Ba请参见图S7在线upplementarygydF4y2Ba),这表明HSM和H1可能会增加产热。此外,HSM和H1减少非酒精性脂肪肝和纳什的迹象,包括肝细胞肥大和积累的脂质滴,HFD-fed小鼠的肝脏(见在线gydF4y2Ba补充图S8gydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据集S1gydF4y2Ba)。而HSM和H1产生适度但显著减少体重chow-fed老鼠,治疗并不影响内脏脂肪重量,HOMA-IR指数或促炎细胞因子水平在这一组(见在线gydF4y2Ba补充图S9gydF4y2Ba)。这些结果表明,HSM和H1产生anti-obesogenic,治疗糖尿病药和抗炎作用HFD-fed老鼠。gydF4y2Ba
补充文件2gydF4y2Ba
HSM和H1防止漏水的肠道和代谢内毒素gydF4y2Ba
以前的研究已经表明一个HFD减少肠道紧密连接蛋白的表达(如zonula occludens-1 (ZO-1))和破坏肠道屏障的完整性,导致细菌易位有限合伙人进入血液(即代谢内毒素)和产生炎症和胰岛素抵抗。gydF4y2Ba5 - 15 41gydF4y2Ba值得注意的是,HSM和H1显著降低血清内毒素水平(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)和肠道通透性(gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba)HFD-fed老鼠。这些观察是伴随着ZO-1表达的增加(gydF4y2Ba图2 cgydF4y2Ba)和减少促炎细胞因子的mRNA表达(gydF4y2Ba图2 d, EgydF4y2Ba)在小鼠的结肠HSM处理或H1。相比之下,分数H2-H4未能扭转血清内毒素(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba),肠道通透性(gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba)或结肠促炎细胞因子的表达或ZO-1 (gydF4y2Ba图2汉英gydF4y2Ba)。HSM和H1调节性T细胞的表达水平显著增加抗炎细胞因子il - 10在HFD-fed小鼠结肠固有层(gydF4y2Ba图2 fgydF4y2Ba),同时减少水平的M1巨噬细胞表达炎性IL-1β(gydF4y2Ba图2 ggydF4y2Ba)。此外,H1减少LPS-induced破坏细胞层(gydF4y2Ba图2 hgydF4y2Ba,测量使用三通试验)和增加ZO-1 mRNA表达(gydF4y2Ba图2我gydF4y2Ba在结肠Caco-2细胞)。gydF4y2Ba
HSM的anti-obesogenic效应和H1转让粪便移植gydF4y2Ba
肠道微生物群的发展有助于食源性肥胖和代谢紊乱有关。gydF4y2Ba12 - 15gydF4y2Ba鉴于HSM和H1降低血清内毒素和肠道通透性(gydF4y2Ba图2 a, BgydF4y2Ba),我们检查了HSM的有益影响和H1是否可能由肠道微生物群。粪便微生物群从HFD-fed或chow-fed老鼠用生理盐水治疗,HSM,分数H1或分数H4移植到HFD-fed接受者(见在线gydF4y2Ba补充图S10AgydF4y2Ba)。从HSM-treated FMT, H1-treated或者chow-treated小鼠减少身体体重增加和肥胖特征HFD接受者(见在线gydF4y2Ba补充图S10BgydF4y2Ba我- g)。从HSM FMT, H1或食物组增加结肠ZO-1 mRNA表达与控制(见在线gydF4y2Ba补充图S10HgydF4y2Ba)。此外,从HSM FMT, H1或食物组减少脂肪细胞肥大和CLS病变(见在线gydF4y2Ba补充图S11gydF4y2Ba),以及非酒精性脂肪肝的迹象,纳什在肝脏的HFD接受者(见在线gydF4y2Ba补充图S12gydF4y2Ba)。相比之下,FMT源自saline-treated或H4-treated HFD-fed老鼠未能扭转肥胖特征HFD-fed接受者(见在线gydF4y2Ba补充数据S10-12gydF4y2Ba)。这些结果表明,肠道微生物群介导anti-obesogenic效果由HSM和H1。gydF4y2Ba
新霉素废除H1的anti-obesogenic效果gydF4y2Ba
确定H1的anti-obesogenic效应依赖于特定的肠道细菌的存在,我们对待H1-fed HFD老鼠鸡尾酒的抗生素,其中包括克林霉素(C),甲硝哒唑(M),青霉素(P)、万古霉素(V)和新霉素在DW (N) (gydF4y2Ba图3一gydF4y2Ba)。与不使用DW相比对照组(H1减少身体体重增加和肥胖特征(gydF4y2Ba图3 b - hgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据S13-15gydF4y2BaDW对照组)治疗CMPVN抗生素鸡尾酒废除H1的anti-obesogenic效果(gydF4y2Ba图3 b - hgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充图S14系列和15gydF4y2BaCMPVN治疗)。gydF4y2Ba
确定单一抗生素鸡尾酒会负责这些影响,我们老鼠与个别抗生素治疗(见在线gydF4y2Ba补充图S13AgydF4y2Ba)。值得注意的是,除了血清IL-1β(gydF4y2Ba图3 egydF4y2Ba),新霉素一贯废除H1 anti-obesogenic效果(gydF4y2Ba图3 b - hgydF4y2Ba,gydF4y2Ba补充图S13BgydF4y2Ba- g和gydF4y2Ba补充图S14系列和15gydF4y2BaNeo治疗),然而,除了少数例外,其他单一抗生素治疗未能阻止H1的影响(见在线gydF4y2Ba补充图S13B-GgydF4y2Ba)。此外,H1的anti-obesogenic效果不受抗生素鸡尾酒缺乏新霉素(gydF4y2Ba图3 b - hgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充图S14系列和15gydF4y2BaCMPV治疗)。Neomycin-sensitive肠道细菌可能因此需要为H1 anti-obesogenic效果。gydF4y2Ba
neomycin-sensitive肠道细菌丰富了H1的识别gydF4y2Ba
我们使用下一代16 s rDNA测序分析这些变化产生的H1在肠道微生物群。盲肠的样本的测序分析(gydF4y2Ba图4一gydF4y2Ba)平均生产117 633±13 834有效读取每个样本覆盖罕见新phylotypes和广泛的细菌多样性(见在线gydF4y2Ba补充数据集S2gydF4y2Ba)。加权UniFrac-based主坐标分析揭示了不同的聚类为每个组微生物群(见在线gydF4y2Ba补充图S16AgydF4y2Ba)。两两比较使用置换多元方差分析(PERMANOVA)测试表明显著分离组(p < 0.05),除了比较CMPVN和CMPV (p = 0.41)。距离矩阵分析法表明neomycin-treated小鼠的肠道微生物群的聚集与HFD-fed老鼠(见在线gydF4y2Ba补充图S16BgydF4y2Ba),揭示这些样品的微生物群之间的相似之处。gydF4y2Ba
补充文件3gydF4y2Ba
我们使用Metastats分析来识别细菌改变H1和新霉素HFD-fed老鼠。操作分类单位显示显著区别H1和其他HFD组对基因库序列数据库搜索。总的来说,40细菌物种显著改变了H1 HFD或antibiotics-treated老鼠(gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充S3数据集gydF4y2Ba)。与HFD相比,H1改变16细菌物种(gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba;H1和HFD 11增加物种以红色突出显示和五个减少物种在绿色突出显示gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba;另请参阅gydF4y2Ba补充S3数据集gydF4y2Ba)。在H1-treated HFD组、补充与CMPV新霉素或CMPVN,分别改变19日25或27细菌物种(gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba;物种在红色或绿色突出显示gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba)。chow治疗只影响水平的九个细菌种类与HFD (gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba;chow vs HFD),这表明H1调节肠道微生物群在一个特定的方式。gydF4y2Ba
补充文件4gydF4y2Ba
我们试图确定的H1组的细菌物种丰度被新霉素和CMPVN改变。详细的分析表明,在40个细菌种类识别,9种调制在同一个方向新霉素和CMPVN (gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充S3数据集gydF4y2Ba),包括6种含量丰富的H1 (gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba,gydF4y2BaFlintibacter butyricusgydF4y2Ba,gydF4y2BaIntestinimonas butyriciproducensgydF4y2Ba,gydF4y2Bacocleatum梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba,gydF4y2Baviride梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba和gydF4y2BaAnaerotruncus colihominisgydF4y2Ba)和3种的水平减少了H1 (gydF4y2Ba铜绿假单胞菌gydF4y2Ba,gydF4y2Ba大肠杆菌gydF4y2Ba和gydF4y2BaShewanella藻类gydF4y2Ba)。相比之下,三个丰富物种(gydF4y2Ba瘤胃球菌属flavefaciensgydF4y2Ba,gydF4y2Ba丁酸弧菌属hungateigydF4y2Ba和gydF4y2Ba瘤胃球菌属bromiigydF4y2Ba)和三个物种枯竭(gydF4y2BaMucispirillum schaedlerigydF4y2Ba,gydF4y2BaDorea longicatenagydF4y2Ba和gydF4y2BaRomboutsia timonensisgydF4y2Ba)明显调制H1但逆转新霉素治疗。物种的丰富了H1但减少CMPVN包括在内gydF4y2Ba瘤胃球菌属gnavusgydF4y2Ba,gydF4y2BaOchrobactrum人为gydF4y2Ba和gydF4y2BaDelftia acidovoransgydF4y2Ba。gydF4y2Ba
在改变物种鉴定,gydF4y2Bam . schaedlerigydF4y2Ba,gydF4y2Bad . longicatenagydF4y2Ba,gydF4y2Bar . timonensisgydF4y2Ba,gydF4y2Ba大肠杆菌gydF4y2Ba和gydF4y2Ba美国藻类gydF4y2Ba代表endotoxin-producing细菌的水平增加了肥胖的动物。gydF4y2Ba33 42 43gydF4y2Ba值得注意的是,一些改变物种,包括gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba,gydF4y2Bac . cocleatumgydF4y2Ba,gydF4y2Ba答:colihominisgydF4y2Ba和gydF4y2Bar . flavefaciensgydF4y2Ba减少肥胖的动物和人类。gydF4y2Ba33 44 45gydF4y2Ba我们的结果表明,一些细菌物种改变方向相同CMPV HFD组,新霉素和CMPVN (gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba)。值得注意的是,四水平的物种,包括gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba,gydF4y2Ba即butyriciproducensgydF4y2Ba,gydF4y2Bac . cocleatumgydF4y2Ba和gydF4y2Ba美国藻类gydF4y2Ba被H1显著改变,但逆转新霉素和CMPVN (gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
我们检查是否与肥胖相关的特征与H1 neomycin-sensitive肠道细菌的含量丰富。斯皮尔曼的相关分析显示,这些细菌的水平与肥胖负相关特征(gydF4y2Ba图4 dgydF4y2Ba)。值得注意的是,在这些细菌,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba高纯度的H1治疗(gydF4y2Ba图4 b, CgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充S3数据集gydF4y2Ba与所有肥胖这一物种)和负相关特征(gydF4y2Ba图4 dgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据集S4gydF4y2Ba)。其他的水平H1-modulated neomycin-sensitive细菌也有关gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BagoldsteiniigydF4y2Ba水平(见在线gydF4y2Ba补充图肌力gydF4y2Ba)。这些结果表明,gydF4y2BaPgydF4y2Ba。gydF4y2BagoldsteiniigydF4y2Ba和肠道微生物群可能调解neomycin-sensitive anti-obesogenic H1的影响。gydF4y2Ba
补充文件5gydF4y2Ba
体外新霉素治疗也取消了anti-obesogenic H1的影响gydF4y2Ba
为了消除潜在的副作用产生的抗生素在主机,我们粪便微生物群与抗生素治疗前体外FMT (ex-FMT;gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba)。粪便微生物群标本收集每天从H1-treated HFD-fed老鼠孵化用抗生素或生理盐水,其次是洗涤步骤和口服HFD-fed接受者(gydF4y2Ba图5一个gydF4y2Ba)。正如所料,HFD接受者的HFD-induced肥胖特征显著降低由H1-treated ex-FMT老鼠(gydF4y2Ba图5 b - h, H1gydF4y2Bavs HFD),这些影响被ex-FMT neomycin-treated或废除CMPVN-treated动物(gydF4y2Ba图5 b - hgydF4y2Ba)。相比之下,从CMPV-treated ex-FMT H1-faecal微生物群预防肥胖特征HFD动物(gydF4y2Ba图5 b - hgydF4y2BaCMPV)。gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba。gydF4y2BagoldsteiniigydF4y2Ba水平与肥胖特征在体外FMT负相关gydF4y2Ba
我们分析了ex-FMT小鼠的微生物群识别细菌被H1丰富但减少新霉素或CMPVN供体和受体的老鼠。供体组与HFD相比,水平的八个细菌种类显著改变了H1但逆转新霉素和CMPVN (gydF4y2Ba图6 a, BgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据集S5gydF4y2Ba)。这些细菌包括6个物种的丰富了H1 (gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba,gydF4y2Baperfringens梭状芽胞杆菌gydF4y2Ba,gydF4y2Bac . viridegydF4y2Ba,gydF4y2BaAdlercreutzia equolifaciensgydF4y2Ba,gydF4y2BaPaenibacillus glucanolyticusgydF4y2Ba和gydF4y2BaBradyrhizobium日本血吸虫gydF4y2Ba)和两个物种的含量减少了H1 (gydF4y2Ba乳酸菌johnsoniigydF4y2Ba和gydF4y2Ba这种乳酸菌gydF4y2Ba;gydF4y2Ba图6 a, BgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据集S5gydF4y2Ba)。在这些细菌,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba显著富集在H1供体老鼠但大大减少新霉素或CMPVN (gydF4y2Ba图6 a, BgydF4y2Ba)。因此,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba也丰富了H1-recipient老鼠但减少CMPVN-recipient老鼠(gydF4y2Ba图6 c, DgydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充数据集S6gydF4y2Ba)。基于定量PCR,我们观察到,绝对的gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba数增加后H1治疗但细菌数显著减少新霉素或CMPVN供体和受体小鼠(gydF4y2Ba图6 egydF4y2Ba)。值得注意的是,这两个绝对计数(拷贝数)和相对水平gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba肥胖引起的负面特质(gydF4y2Ba图6 fgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
补充文件6gydF4y2Ba
补充文件7gydF4y2Ba
PgydF4y2Ba。gydF4y2BagoldsteiniigydF4y2Ba防止食源性肥胖和代谢紊乱gydF4y2Ba
以确认gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba在FMT殖民老鼠的实验中,我们检查的水平吗gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2BaHFD-fed盲肠的微生物群的老鼠用生理盐水治疗,HSM或H1以及收件人。水平的gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba成对的捐赠者和接受者之间相似(见在线gydF4y2Ba补充图S18A, BgydF4y2Ba),表示一个有效的转移gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba在FMT。此外,观察殖民HFD-fed老鼠新霉素治疗,疗程8周,收到一口头填喂法gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba(见在线gydF4y2Ba补充图S18CgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba
这些结果促使我们检查是否gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba生产anti-obesogenic HFD-fed小鼠的影响。我们对待HFD-fed老鼠日常的商业压力gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba8周或生理盐水(gydF4y2Ba图7gydF4y2Ba)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗显著降低身体体重降低-35%(20%),内脏脂肪,HOMA-IR指数、血清水平的IL-1β和内毒素和肠道通透性(gydF4y2Ba图7 b-ggydF4y2Ba),这些结果是伴随着减少IL-1βmRNA表达和结肠组织中il - 10和ZO-1 mRNA表达增加(gydF4y2Ba图7 hgydF4y2Ba)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗也有效地减少了细胞单层中断和恢复紧密连接ZO-1表达LPS-treated Caco-2细胞层(gydF4y2Ba图7 i, JgydF4y2Ba)。在chow-fed老鼠,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗减少了体重,但并不影响其他与肥胖相关的特征(见在线gydF4y2Ba补充图S19gydF4y2Ba)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗减少脂肪细胞肥大和CLS病变HFD-fed小鼠脂肪组织(见在线gydF4y2Ba补充图S20gydF4y2Ba)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba显著增加UCP1 mRNA和蛋白表达在蝙蝠和iWATs(见在线gydF4y2Ba补充图S21gydF4y2Ba),这表明细菌可能诱发生热作用。此外,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba减少非酒精性脂肪肝的迹象和纳什在HFD-fed老鼠(见在线gydF4y2Ba补充图S22gydF4y2Ba),正常基因表达参与脂质运输、肝脏中脂肪生成和β-oxidation(见在线gydF4y2Ba补充图S23gydF4y2Ba没有统计上显著的影响指出,SREBP1c)。值得注意的是,管理heat-killed或巴氏杀菌gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba没有减少体重或内脏脂肪堆积(见在线gydF4y2Ba补充图S24gydF4y2Ba要求),这表明活细菌诱导anti-obesogenic效果。最后,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗并不影响肝脏或肾脏功能在chow-fed或HFD-fed老鼠(见在线gydF4y2Ba补充表S2gydF4y2Ba)。gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba因此导致anti-obesogenic,肥胖动物的抗炎和抗糖尿病的效果。gydF4y2Ba
讨论gydF4y2Ba
尽管先前的研究已经表明,药用真菌gydF4y2Bao . sinensisgydF4y2Ba可以降低血糖和血脂水平在2型糖尿病小鼠,gydF4y2Ba46-49gydF4y2Ba这种真菌可能调节肠道微生物群的可能性,减少动物的体重并没有检查。我们的研究表明,水提取的gydF4y2Bah . sinensisgydF4y2Ba真菌(HSM)和一小部分含有高分子多糖重量(即分数H1)减少食源性肥胖和代谢紊乱的调节肠道微生物群组成,改善肠道的完整性和诱导产热。H1治疗逆转HFD-induced肠道失调,增加的程度gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba和其他neomycin-sensitive细菌。这样组合的改变肠道微生物群进而提高HFD-induced肠道完整性和胰岛素敏感性,并降低代谢内毒素,炎症,脂肪沉积,脂肪组织病理学和脂肪肝的发展(gydF4y2Ba图8gydF4y2Ba)。我们也观察到H1 LPS-induced降低细胞渗透在人类肠道Caco-2细胞(gydF4y2Ba图2 hgydF4y2Ba,gydF4y2Ba我gydF4y2Ba),这表明H1可以改善肠道完整独立的肠道微生物群。gydF4y2Ba
我们的结果表明,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗可以减少肥胖和代谢紊乱HFD-fed老鼠,除了维护肠道完整性,诱导生热作用,减少内毒素和炎症(gydF4y2Ba图7 a -gydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充图S21gydF4y2Ba)。有趣的是,最近的一项研究表明,两性离子荚膜多糖是从各种共生的肠道细菌诱导调节性T细胞产生抗炎作用。gydF4y2Ba50gydF4y2Ba我们的观察,gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba治疗诱导il - 10的表达(gydF4y2Ba图7 hgydF4y2Ba),帮助维护肠道完整性(gydF4y2Ba图7 g, I, JgydF4y2Ba)支持的可能性,这种细菌可以维持肠道内稳态,提高体内的肠道屏障功能。gydF4y2Ba
我们之前的研究表明,多糖分离水提取物的药用真菌gydF4y2Bag .清明的gydF4y2Ba还生产anti-obesogenic HFD-fed小鼠的影响。gydF4y2Ba33gydF4y2Ba相比gydF4y2Bag .清明的gydF4y2Ba多糖确认前,H1的单糖组成确定这里显示了较高含量的甘露糖,半乳糖,N-galactosamine, N-glucosamine、鼠李糖和海藻糖(见在线gydF4y2Ba补充表S3gydF4y2Ba)。冬虫夏草多糖被发现含有β-glucans,杂聚糖cordyglucans,gydF4y2Ba29日gydF4y2Ba但H1的分子结构和功能图案的高分子多糖重量仍有待确定。多糖主要是丰富时如使用水基萃取过程准备H1分数,我们不能排除其他的可能性中提取生物活性分子也可能有助于anti-obesogenic这个分数的影响。此外,我们以前观察到gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2BaHFD-fed小鼠肠道微生物群的水平治疗后增加gydF4y2Bag .清明的gydF4y2Ba多糖,gydF4y2Ba33gydF4y2Ba表明这种共生的细菌物种可能调解anti-obesogenic从各种药用真菌多糖分离的影响。gydF4y2Ba
在哺乳动物中多糖的分解和膳食纤维主要是由肠道细菌,如gydF4y2Ba叫多形拟杆菌gydF4y2Ba和gydF4y2Ba脆弱拟杆菌gydF4y2Ba,gydF4y2Ba51-54gydF4y2Ba导致调制的养分吸收和能级。HSM H1治疗并没有改变能量摄入,粪便脂肪含量或肠道SCFA生产(见在线gydF4y2Ba补充图S2和S3gydF4y2Ba),这表明H1的反肥胖影响不是由于减少食欲,调制营养吸收或增强SCFAs的生产。减少gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba水平HFD和浓缩细菌物种真菌多糖表明polysaccharide-treated小鼠的肠道微生物群可能含有较高的细菌优先代谢多糖。浓缩的gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2BaH1也与降低水平相关的细菌物种积极与肥胖有关,如gydF4y2Bam . schaedlerigydF4y2Ba和gydF4y2Ba美国藻类gydF4y2Ba(gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba)。gydF4y2Ba33 42 43 55gydF4y2Ba
我们观察到的anti-obesogenic影响H1是依赖neomycin-sensitive肠道细菌(gydF4y2Ba图3 - 6gydF4y2Ba)。人口neomycin-sensitive肠道细菌的存在及其与肥胖相关的特征(gydF4y2Ba图4 dgydF4y2Ba)提出了一个潜在有益的这些细菌之间的相互作用和能量调节和新陈代谢。在目前的研究中,H1治疗并不影响共生的细菌水平的知道拥有anti-obesogenic属性,如gydF4y2Ba答:muciniphilagydF4y2Ba,gydF4y2Ba23 56gydF4y2Ba这种l .gydF4y2Ba57gydF4y2Ba或gydF4y2Bal . johnsoniigydF4y2Ba58gydF4y2Ba(gydF4y2Ba图4 cgydF4y2Ba)。功能的进一步研究肠道微生物群和考核机制的行动需要确定新的策略来预防和治疗肥胖和代谢紊乱有关。gydF4y2Ba59gydF4y2Ba
几种药用真菌和植物产生有利影响肥胖和糖尿病的调节体内各种生理途径。gydF4y2Ba28gydF4y2Ba相比分数H2 H4,产生小影响有限数量的肥胖特征(见例如gydF4y2Ba图1 egydF4y2Ba和gydF4y2Ba补充图S4gydF4y2Ba),HSM和分数H1 anti-obesogenic一致,生产治疗糖尿病药和抗炎作用在所有主要HFD-fed老鼠肥胖特征研究,包括HOMA-IR指数(gydF4y2Ba图1 fgydF4y2Ba),炎症(gydF4y2Ba图1 g, HgydF4y2Ba),代谢内毒素(gydF4y2Ba图2一个gydF4y2Ba)和肠道通透性(gydF4y2Ba图2 bgydF4y2Ba)。此外,除了减少基因表达参与脂肪和肝组织脂肪生成的途径(见在线gydF4y2Ba补充图S4B, CgydF4y2Ba),治疗HSM和H1显著诱导β-oxidation肝脏(见在线gydF4y2Ba补充图自己gydF4y2BaAcsl3)。这些结果表明,HSM和H1可能目标特定的代谢和免疫途径正常化炎症标记物和肥胖老鼠的新陈代谢。gydF4y2Ba
总之,我们的结果表明,水提取物的药用真菌及其高分子多糖重量分数降低肥胖、炎症和糖尿病引起的症状,调节肠道微生物群的构成。我们的研究结果表明,体重HSM及其高分子多糖可以用作prebiotics-while肠道细菌gydF4y2Bap . goldsteiniigydF4y2Ba可以用作probiotic-to预防和治疗肥胖和代谢紊乱有关。gydF4y2Ba
确认gydF4y2Ba
作者要感谢Yu-Lun Kuo博士(Biotools)援助与微生物群测序和分析以及Yueh-Hsia邱博士(长庚大学)关于统计分析。作者还要感谢Drs Yu-Huan蔡(长庚大学)和朱丽叶Schachter(巴西里约热内卢联邦大学de)对他们的评论手稿。gydF4y2Ba
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脚注gydF4y2Ba
承包,C-SL C-JC同样起到了推波助澜的作用。gydF4y2Ba
贡献者gydF4y2Ba承包,C-SL C-JC构思的项目,导致实验设计,进行实验,解释结果,准备数据和写的手稿;的几率进行实验和解释结果;JDY和氯的构思和监督项目,解释结果和写的手稿;JM, DMO和C-CL解释结果和写的手稿;Y-FK提供了HSM提取多糖分数;结果和讨论的所有作者批准了手稿。gydF4y2Ba
资金gydF4y2Ba作者的工作是支持的原基新的科学和医学研究所;新兴病毒感染的研究中心(长庚大学);特色区域研究中心项目,是高等教育的一部分发芽台湾教育部的项目;通过资助most105 - 2320 - b - 182 - 032 - my3 most105 - 2320 - b - 030 - 004, most103 - 2321 b - 182 - 014 - my3和most107 - 3017 f - 182 - 001从台湾的科学技术部;赠款BMRPA04, CMRPD1E0073、CMRPD1F0123 CORPD1F0011-3, QZRPD142和QZRPD146长庚医院。gydF4y2Ba
相互竞争的利益gydF4y2BaY-FK长庚生物技术公司的主席。JDY是长庚生物技术公司的董事会主席。作者自己的专利相关的制备和使用药用真菌和益生菌。gydF4y2Ba
病人的同意gydF4y2Ba不是必需的。gydF4y2Ba
伦理批准gydF4y2Ba本研究通过长庚大学动物保健和使用委员会制度(文件号cgu11 - 117)。实验按照指导方针。gydF4y2Ba
出处和同行评议gydF4y2Ba不是委托;外部同行评议。gydF4y2Ba