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附言
信
提高精子质量和精子形成粪便微生物群移植后从海藻酸低聚糖给老鼠
  1. Pengfei张1,2,
  2. 雅尼冯3,
  3. 局域网李2,
  4. 魏通用电气2,
  5. 帅余2,4,
  6. 延安郝1,2,
  7. 魏沈2,
  8. 小汉1,2,
  9. Dongxue马2,
  10. 沈阴2,
  11. 于田2,
  12. Lingjiang敏5,
  13. 中易太阳4,
  14. 清远的太阳6,
  15. Hongfu张1,
  16. 勇赵1,2
  1. 1国家重点实验室的动物营养,动物科学学院,中国农业科学院,北京,中国
  2. 2生命科学学院,青岛农业大学,青岛,中国
  3. 3兽医学院,青岛农业大学,青岛,中国
  4. 4泌尿科,北京大学深圳医院,深圳,中国
  5. 5动物科学学院和技术,青岛农业大学,青岛,中国
  6. 6干细胞和生殖生物学国家重点实验室,动物学研究所,中国科学院,北京,中国
  1. 对应到赵勇博士、中国农业科学院100081年海淀区,中国;yzhao818在}{hotmail.com;Hongfu Zhang博士;zhanghongfu在}{caas.cn

http://dx.doi.org/10.1136/gutjnl - 2020 - 320992

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    最近的出版物中肠道和其他地方1 2表明,肠道微生物群影响生育能力。粪便微生物群的应用移植(FMT)修改生育是一个新兴的小说感兴趣的领域。3FMT女性多囊卵巢综合征(PCOS)导致卵巢功能的破坏和减少生育这表明修改肠道微生物群在PCOS的管理可能是一种有价值的方法。2FMT的肠道微生物在高脂肪饮食,到老鼠在一个正常的饮食会导致精子发生的破坏和减少精子的运动性,1强调,恢复肠道微生物群可能是一种改善干扰男性不育由环境因素引起的。1然而,到目前为止,还没有报道,生育后的FMT解决改进。在最近的一项研究中,4我们发现白消安损害精子发生和精子质量,和扰乱肠道微生物群,在许多其他的研究发现。5个6褐藻胶寡糖(代谢),一个自然的产品很多好处,救援白消安中断精子形成支持肠道微生物群通过增加有益的细菌4如细菌性的和乳杆菌科和减少有害的细菌,如Desulfovibrionaceae。7假如给动物的肠道微生物群可能通过有利于提高精子发生肠道微生物接受者。

    为了验证这个假设,我们探索的有益改善精子质量和精子形成FMT从《超能给动物白消安治疗小鼠(在线补充文件1,在线补充图1)。A10-FMT(白消安加从市场10毫克/公斤的小鼠肠道微生物群)显著增加精子浓度(两个)和精子的运动性(二十倍的)(图1 a, B)。精子发生显著提高了A10-FMT生殖细胞标记如图所示的瓦萨号(图1 c)在小鼠睾丸样本。蛋白质水平的抗氧化剂酶GPX1 A10-FMT组高(在线辅助图2)。此外,A10-FMT改善睾丸精子发生相关基因表达(图2所示模拟;在线辅助图2),最重要的基因的蛋白质含量增加精子发生(图2 e;在线补充表1)。8A10-FMT改善白消安刺激肠道微生物群的生态失调增加有益的细菌细菌性的和Bifidobacteriales(在线补充图3和图4;在线补充表2)。7此外,有良好的肠道微生物群与精子质量之间的相关性(在线辅助图3 f)。A10-FMT改善血液代谢组通过恢复血液代谢物(在线补充图5和图6;在线辅助数据文件1;在线辅助表3)。9大多数血液代谢物与一些肠道微生物呈正相关。数据表明,A10-FMT可能改善小肠功能和肠道微生物群,这有助于消化和吸收。9A10-FMT改善睾丸代谢组(在线辅助图7和8;在线辅助数据文件2;在线补充表4和表5)来帮助经济复苏以来精子形成的不饱和脂肪酸和鞘脂类是生物系统的保护。10睾丸代谢产物和精子质量相关(我在线补充图7 h)。是最有趣的肠道微生物群,血液代谢物和睾丸代谢物相关,分别前A10-FMT给和先进的研究(在线辅助图9;在线辅助表6和7)。在全球范围内,10%到15%的夫妇不育,其中许多已不正常的精子发生。8许多研究试图通过不同的方法提高精子形成,然而,几乎没有进展。这次调查发现了一个机械的尺寸改善肠道微生物群与精子发生和精子质量的救援。因为肠道微生物群和主机以非常复杂的方式相互作用,需要更多的工作来澄清FMT改善精子形成的深层机制。当前数据,首次强调,肠道微生物群可以通过改进用于治疗男性不育精子发生。

    Mouse sperm motility, concentration, VASA staining and apoptosis status. (A) Mouse sperm concentration. The y-axis represents the concentration. The x-axis represents the treatment (n=30/group). a,b,c means not sharing a common superscript are different (p<0.05). (B) Mouse sperm motility. The y-axis represents the percentage of cells. The x-axis represents the treatment (n=30/group). a,b,c means not sharing a common superscript are different (p<0.05). (C) Germ cell marker VASA staining for mouse testicular samples. (1) Control (dosed with saline); (2) Sa (busulfan (a single injection 40 mg/kg BW of busulfan)4 plus saline); (3) Con-FMT (busulfan plus gut microbiota from regular mice); (4) A10-FMT (busulfan plus gut microbiota from AOS 10 mg/kg dosed mice); (5) A100-FMT (busulfan plus gut microbiota from AOS 100 mg/kg dosed mice). See more detailed information in online supplementary file 1. FMT, faecalmicrobiota transplantation.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图1
    图1

    老鼠精子的运动性,浓度,瓦萨号染色和细胞凋亡状态。(一)老鼠精子的浓度。y轴表示浓度。轴表示治疗(n = 30 /组)。a, b, c意味着不共享一个共同的上标是不同的(p<0.05)。(B)老鼠精子的运动性。y轴表示细胞的百分比。轴表示治疗(n = 30 /组)。a, b, c意味着不共享一个共同的上标是不同的(p<0.05)。(C)对小鼠睾丸生殖细胞标记瓦萨号染色样品。(1)控制(给生理盐水);(2)Sa(白消安(一个注入40毫克/公斤BW白消安)4加盐);(3)Con-FMT(白消安+普通小鼠的肠道微生物群);(4)A10-FMT(白消安+市场前10毫克/公斤的小鼠的肠道微生物群);(5)A100-FMT(白消安加上肠道微生物群从先进的100毫克/公斤给老鼠)。看到更详细的信息在线补充文件1。FMT, faecalmicrobiota移植。

    RNA-seq data for mouse testicular samples. (A) Heatmap summary of the differentially expressed genes in the three comparisons: control versus SA; SA versus Con-FMT; SA versus A10-FMT. (B) GO enrichment of downregulated genes in control versus SA. (C) GO enrichment of upregulated genes in SA versus A10-FMT. (D) GO enrichment of upregulated genes in SA versus Con-FMT. (E) Immunofluorescence staining (IHF) for some of the spermatogenesis related marker genes in mouse testes. (1) Control (dosed with saline); (2) Sa (busulfan (a single injection 40 mg/kg BW of busulfan)4 plus saline); (3) Con-FMT (busulfan plus gut microbiota from regular mice); (4) A10-FMT (busulfan plus gut microbiota from AOS 10 mg/kg dosed mice); see more detailed information in online supplementary file 1. AOS, alginate oligosaccharides; FMT,faecal microbiota transplantation.
    " data-icon-position="" data-hide-link-title="0">图2
    图2

    RNA-seq小鼠睾丸的数据样本。(A)的热图总结差异表达基因的三个比较:控制与SA);SA和Con-FMT;SA和A10-FMT。(B)浓缩表达下调的基因控制与SA。(C)在SA和A10-FMT浓缩的调节基因。(D)在SA和Con-FMT浓缩的调节基因。(E)免疫荧光染色(IHF)的一些基因在小鼠睾丸精子发生相关的标志。(1)控制(给生理盐水);(2)Sa(白消安(一个注入40毫克/公斤BW白消安)4加盐);(3)Con-FMT(白消安+普通小鼠的肠道微生物群);(4)A10-FMT(白消安+市场前10毫克/公斤的小鼠的肠道微生物群);看到更详细的信息在线补充文件1。《超能,海藻酸低聚糖;FMT,粪便微生物群移植。

    确认

    我们感谢北京基因组研究所的研究人员和工作人员(BGI)和上海鲁明生物技术有限公司液晶技术支持。

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    脚注

    • PZ、YF和我同样起到了推波助澜的作用。

    • 贡献者PZ、YF,噢,WG、SYu YH, WS, XH, DM, SYi,刘日东和LM进行实验和分析数据。赫兹和YZ设计并监督这项研究。z, QS,赫兹和YZ写的手稿。所有作者手稿编辑和批准最终的手稿。

    • 资金这项研究得到了国家自然科学基金(31772408 YZ;31672428赫兹)。

    • 相互竞争的利益没有宣布。

    • 病人和公众参与病人和/或公众没有参与设计,或行为,或报告或传播本研究计划。

    • 病人同意出版不是必需的。

    • 出处和同行评议不是委托;外部同行评议。