Effects of ageing and vegetarianism on diversity and population sizes of Clostridium cluster IV assessed with TaqMan PCR and PCR-DGGE

Autor: Liszt, Kathrin
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2009
DOI: 10.25365/thesis.6961
Popis: Der menschliche Körper speziell der Intestinaltrakt enthält eine große, aktive und sehr komplexe Gemeinschaft von Mikroorganismen die eine entscheidende Rolle für die Gesunderhaltung unseres Körpers spielen. Clostridium cluster IV einer der vorherrschenden Cluster im Darmtrakt wurde in verschiedenen Studien im Zusammenhang mit Erkrankungen wie entzündliche Darmerkrankungen [SOKOL et al., 2006], Colonkrebs [SCANLAN et al., 2008] und krankhaftem Übergewicht [TURNBAUGH et al., 2009] diskutiert. Daher ist es von besonderem Interesse ob dieser Cluster nun durch Diät im speziellen durch eine vegetarische Diät bzw. im Alter verändert wird. Das Ziel dieser Diplomarbeit war es die qualitativen und quantitativen Veränderungen von Clostridium cluster IV im fäkalen Mikrobiom von Vegetariern und in Alten zu untersuchen. Die Menge an Gesamtbakterien und der bakteriellen Subgruppe wurde in Stuhlproben von 15 Geriatriepatienten (86±8 Jahren, BMI 21,75 ± 5,08), 15 Vegetariern (23,2 ± 2,4 Jahren, BMI 20,44 ± 1,77) und 14 Omnivoren/Mischköstern (24 ± 2,5 Jahren, BMI 22,68 ± 3,41) mit Hilfe von quantitativer real time polymerase chain reaction (qPCR) gemessen. Die Diversität mit PCR-denaturierender Gradienten Gelelektrophorese (PCR-DGGE). Für die statistische Analyse der Datenmenge verwendeten wir die Hauptkomponentenanalyse (PCA, principal component analysis), Shannon und Simpson Diversität index. Banden von besonderem Interesse wurden sequenziert und mit Hilfe der Datenbank des RDP 9.58 (ribosomal database project, http://rdp.cme.msu.edu/) analysiert. In Vegetariern zeigten sich 19 % höhere und in den Geriatriepatienten 26 % geringere Werte von bakterieller DNA als in Mischköstern. Diese Unterschiede waren jedoch aufgrund hoher interindividueller Abweichungen nicht signifikant. Die Mittelwerte der prozentuellen Anteile von Clostridium cluster IV zu Gesamtbakterien in den Stuhlproben waren bei Vegetariern 31,86 ± 17,00 %, in Omnivoren 36,64 ± 14,22 % und in den Alten 27,20 ± 14,63 %. Die 3 Veganen waren nicht auffällig in der Gruppe der Vegetarier. Die Clusteranalyse und der Jackknifetest der PCR-DGGE fingerprints zeigten eine Tendenz für die Clusterbildung der Omnivoren, während bei Vegetariern und Alten keine Gruppierung ersichtlich war. Die Hauptkpomponentenanalyse zeigte in beiden plots Omnivoren zu Vegetariern und Omnivore zu Alten eine Trennung der jeweiligen Gruppen. Shannon und Simpson Diversitätsindex zeigten eine signifikante Abnahme der Diversität in der Gruppe der Geriatriepatienten im Vergleich zu den beiden jungen Gruppen (p
The human body especially the human intestinal tract harbors a large, active and very complex community of microbes with important influence on our health maintenance [HOOPER and GORDON, 2001]. Furthermore, in different studies the microbiota especially Clostridium cluster IV a predominant cluster of the faecal microbiota is discussed to be associated with diseases like inflammatory bowel diseases [SOKOL et al., 2006], cancer [SCANLAN et al., 2008] and obesity [TURNBAUGH et al., 2009]. Therefore, it is of interest if this cluster can be influenced by diet like vegetarianism and if it changes in elderly. The aim of this thesis was to investigate the quantitative and qualitative changes of Clostridium cluster IV in faecal microbiota associated with vegetarian diet and ageing. Bacterial abundances were measured in faecal samples of 15 elderly (aged 86±8 years, BMI 21.75 ± 5.08), 15 vegetarians (aged 23.2 ± 2.4 years, BMI 20.44 ± 1.77) and 14 omnivores (aged 24±2.5 years, BMI 22.68 ± 3.41) using quantitative real time PCR (qPCR). Diversity was assessed with PCR-DGGE fingerprinting, PCA (principal components analysis) and Shannon and Simpson diversity index. Interesting sequences have been sequenced and analysed in RDP 9.58 (ribosomal database project, http://rdp.cme.msu.edu/). Vegetarians showed 19 % higher whereby elderly showed 26 % lesser counts of bacterial DNA than omnivores. However, these differences were not significant due to high interindividual deviations. The mean proportion of Clostridium cluster IV in stool samples of vegetarians was 31.86 ± 17.00 %, in omnivores 36.64 ± 14.22 % and in elderly 27.20 ± 14.63 %. The three vegans did not stand out in the group of vegetarians. Cluster analysis and Jackknife test of PCR-DGGE fingerprinting showed a tendency for clustering for omnivores whereas vegetarians and elderly could not be grouped. PCA suggested a separation of omnivores in both separated PCA analysis of vegetarians to omnivores and elderly to omnivores. Shannon and Simpson diversity indices showed a significant decrease in diversity of elderly compared to both young groups (p
Databáze: OpenAIRE
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