肠道微生物在诊断肌张力障碍症中的应用制造技术

技术编号:26585897 阅读:38 留言:0更新日期:2020-12-04 21:05
本发明专利技术属于医药生物领域,涉及肠道微生物在诊断肌张力障碍症中的应用。本发明专利技术的目的在于提供检测肠道微生物表达水平的试剂在制备诊断肌张力障碍的试剂盒中的应用,其中所述肠道微生物包括:霍氏真杆菌(Eubacterium hallii),卵形布劳特氏菌(Blautia obeum),长链多尔氏菌(Dorea longicatena),普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)。

【技术实现步骤摘要】
肠道微生物在诊断肌张力障碍症中的应用
本专利技术属于医药生物领域,涉及肠道微生物在诊断肌张力障碍症中的应用。
技术介绍
肌张力障碍是一种复杂的高度可变的神经运动障碍,其特征是持续或间断的肌肉收缩。据统计,肌张力障碍的患病率为10万分之16,是仅次于原发性震颤和帕金森病,是第三大最常见的运动障碍性疾病。肌张力障碍可以是许多神经系统疾病的表现,也可能是孤立性肌张力障碍或者其它疾病的合并症状。孤立性肌张力障碍是除了震颤外,以肌张力障碍为唯一表型的肌张力综合征。目前,一些基因被证明与儿童和青少年发病的肌张力障碍有关,但大多数常见的成人发病的肌张力障碍患者往往是偶发的,没有明确的病因。肠道微生物组是生活在人体胃肠道内的一个复杂的微生物群落。肠道微生物通过神经、内分泌和免疫信号机制与中枢神经系统沟通。脑-肠-微生物轴允许大脑控制肠道功能,但也为肠道微生物群影响大脑提供了机会。大量证据表明,肠道微生物在神经发育以及脑疾病如帕金森(PD),阿尔茨海默病(AD)和多发性硬化症中扮演着重要角色。据报道,在一例肌阵挛性肌张力障碍的散发病例中,抗梭菌抗生素能够逆转胃肠道和神经系统症状,明显改善肌张力障碍患者症状,这为肌张力障碍的驱动机制和可能含有肠道微生物成分的其他神经系统疾病提供了线索。然而,肠道微生物种群与肌张力障碍之间的关系尚处于未知。
技术实现思路
本专利技术使用16SrRNA基因组靶向扩增测序和鸟枪法宏基因组测序相结合的方法,首次鉴定出了与肌张力障碍密切相关的几种菌株;同时,我们利用代谢组学技术研究了肌张力障碍患者血清中代谢组学的变化,进一步证实几种菌株与参与神经递质代谢相关的多种物质高度相关。这些微生物菌群的鉴定和发现,为下一步体外实验,进而进行微生态药物和保健产品的开发提供了宝贵的候选菌株。本专利技术的目的在于提供检测肠道微生物表达水平的试剂在制备诊断肌张力障碍的试剂盒中的应用,其中所述肠道微生物包括:霍氏真杆菌(Eubacteriumhallii),卵形布劳特氏菌(Blautiaobeum),长链多尔氏菌(Dorealongicatena),普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)。上述五种菌株都属于已知菌株,可以根据现有方法得到。本专利技术检测肠道微生物表达水平的方法为16SrRNA基因组靶向扩增测序和宏基因组测序相结合的方法。本专利技术的另一个目的在于提供一种诊断肌张力障碍的产品,该产品包括检测肠道微生物的试剂,其中所述肠道微生物包括:霍氏真杆菌(Eubacteriumhallii),卵形布劳特氏菌(Blautiaobeum),长链多尔氏菌(Dorealongicatena),普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)。本专利技术另一个目的在于提供一种诊断肌张力障碍的试剂盒,试剂盒中包括检测霍氏真杆菌(Eubacteriumhallii)的试剂,卵形布劳特氏菌(Blautiaobeum)的试剂,长链多尔氏菌(Dorealongicatena)的试剂,普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)的试剂和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)的试剂。本专利技术的另一个目的在于提供通过试剂盒检测肌张力障碍的方法(见图1),包括以下步骤:1)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的16SrRNA基因组靶向扩增测序分析(1)收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,(2)采们Qiangen的QIAampFastDNAStoolMiniKit试剂盒进行微生物核酸提取,(3)采用针对细菌16SrRNA基因V4区的特异性引物进行扩增,PCR片段回收纯化,(4)利用Illumina公司的Hiseq2500进行高通量测序,(5)测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余等,最终行到高质量的可用于后续生物信息学分析的序列数据,(6)生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,(7)利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,2)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的宏基因组测序分析(1)收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,(2)采用试剂盒对微生物组DNA进行片段化处理后,直接进行鸟枪法随机片段测序文库构建,(3)测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余,(4)测序数据分别得用现有的生物信息软件进行处理、分析,最终确定微生物组的结构组成,(5)利用BLASTP对序列数据与KEGG数据库进行比对,对肠道微生物组的基因功能进行注释,(6)生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,(7)利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,3)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的代谢组学分析(1)血清样本都在冰上解冻,量控制样本用于估计代表分析过程中遇到的所有分析物的平均轮廓,(2)用甲醇对血清样本进行处理,然后,离心,(3)用高效液相色谱-质谱对上清液进行代谢组学分析,样品分析采用WatersACQUITY超高性能液相色谱系统和WatersQ-TOF微质量系统进行在正负电离两种模式下进行分析,(4)原始GC-MS数据的提取、对齐、反冗余后导出为包括变量、观测值和峰值强度等的一个峰值数据集文件,并进行进一步的标准化处理,(5)文件导入到生物统计学软件中,执行偏最小二乘回归分析,(6)差异代谢物与差异微生物组的斯皮尔曼相关性分析,挖掘肠道微生物组改变对病人血清代谢组的影响,从而进一步分析对神经递质的改变。优选的,本专利技术的试剂盒检测肌张力障碍的方法,包括以下步骤:1)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的16SrRNA基因组靶向扩增测序分析1.收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,2.采们Qiangen的QIAampFastDNAStoolMiniKit试剂盒进行微生物核酸提取,定量并调整最终浓度为1ng/ml,3.采用针对细菌16SrRNA基因V4区的特异性引物进行扩增,PCR片段回收纯化,4.利用Illumina公司的Hiseq2500进行高通量测序,5.测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余等,最终行到高质量的可用于后续生物信息学分析的序列数据,6.生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,7.利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,对肌张力障碍病人和健康对照肠道菌群中相对丰度前25的细菌进行两两比较,其中,霍氏真杆本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.检测肠道微生物表达水平的试剂在制备诊断肌张力障碍的试剂盒中的应用,其中所述肠道微生物包括:霍氏真杆菌(Eubacterium hallii),卵形布劳特氏菌(Blautiaobeum),长链多尔氏菌(Dorea longicatena),普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)。/n

【技术特征摘要】
1.检测肠道微生物表达水平的试剂在制备诊断肌张力障碍的试剂盒中的应用,其中所述肠道微生物包括:霍氏真杆菌(Eubacteriumhallii),卵形布劳特氏菌(Blautiaobeum),长链多尔氏菌(Dorealongicatena),普通拟杆菌(Bacteroidesvulgatus)和四棘蝴蝶鱼拟杆菌(Bacteroides_plebeius)。


2.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,检测肠道微生物表达水平的方法为16SrRNA基因组靶向扩增测序和宏基因组测序相结合的方法。


3.根据权利要求1所述的应用,其特征在于,试剂盒的检测方法,包括以下步骤:
1)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的16SrRNA基因组靶向扩增测序分析
(1)收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,
(2)采们Qiangen的QIAampFastDNAStoolMiniKit试剂盒进行微生物核酸提取,
(3)采用针对细菌16SrRNA基因V4区的特异性引物进行扩增,PCR片段回收纯化,
(4)利用Illumina公司的Hiseq2500进行高通量测序,
(5)测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余等,最终行到高质量的可用于后续生物信息学分析的序列数据,
(6)生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,
(7)利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,
2)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的宏基因组测序分析
(1)收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,
(2)采用试剂盒对微生物组DNA进行片段化处理后,直接进行鸟枪法随机片段测序文库构建,
(3)测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余,
(4)测序数据分别得用现有的生物信息软件进行处理、分析,最终确定微生物组的结构组成,
(5)利用BLASTP对序列数据与KEGG数据库进行比对,对肠道微生物组的基因功能进行注释,
(6)生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,
(7)利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,
3)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的代谢组学分析
(1)血清样本都在冰上解冻,量控制样本用于估计代表分析过程中遇到的所有分析物的平均轮廓,
(2)用甲醇对血清样本进行处理,然后,离心,
(3)用高效液相色谱-质谱对上清液进行代谢组学分析,样品分析采用WatersACQUITY超高性能液相色谱系统和WatersQ-TOF微质量系统进行在正负电离两种模式下进行分析,
(4)原始GC-MS数据的提取、对齐、反冗余后导出为包括变量、观测值和峰值强度等的一个峰值数据集文件,并进行进一步的标准化处理,
(5)文件导入到生物统计学软件中,执行偏最小二乘回归分析,
(6)差异代谢物与差异微生物组的斯皮尔曼相关性分析,挖掘肠道微生物组改变对病人血清代谢组的影响,从而进一步分析对神经递质的改变。


4.根据权利要求3所述的应用,其特征在于,试剂盒的检测方法,包括以下步骤:
1)孤立性肌张力障碍病人肠道微生物组的16SrRNA基因组靶向扩增测序分析
1.收集孤立性肌张力障碍病人及其家人新鲜排泄物,迅速冻存并进微生物组DNA提取,
2.采们Qiangen的QIAampFastDNAStoolMiniKit试剂盒进行微生物核酸提取,定量并调整最终浓度为1ng/ml,
3.采用针对细菌16SrRNA基因V4区的特异性引物进行扩增,PCR片段回收纯化,
4.利用Illumina公司的Hiseq2500进行高通量测序,
5.测序数据的加工处理,包括原始数据的质量控制,净化,去冗余等,最终行到高质量的可用于后续生物信息学分析的序列数据,
6.生物信息学分析,包括将不同样本的数据标准化或归一化为同一个测序深度的数据量等,
7.利用标准化数据对肠道菌群的alpha和beta多样性分析比较,对肌张力障碍病人...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡永峰马凌燕程敏杨帆金奇
申请(专利权)人:中国医学科学院病原生物学研究所
类型:发明
国别省市:北京;11

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