藏在身上的“微”星人

正人体上生活着许多对人体有益的微生物,有些已经与人体难分难舍,正如诺贝尔奖获得者莱德伯格所说,这些微生物与人体共同构成了一个超级生物体。人体许多部位都生活着这样的微生物,这些微生物绝大多数是细菌,其中肠道中的微生物数量最多、种群最丰富,大约80%的人体正常微生物都集中在这里。它们的数量超过100万亿个(这个数字大约是人体细胞总数的10倍),总重量超过1千克,接近人体肝脏的     

植物乳杆菌P-8对肠道菌群的调控及其机制

生物多样性是支撑地球生态系统稳定持续的重要条件.作为微观世界的主宰者,微生物是地球生态圈中既古老又具有极强的进化能力的庞大种群.地球微生态系统关乎于地球的生命繁荣,而人体的生态系统,作为这个庞大家族的一个分支,对人体的健康也至关重要.人们对肠道菌群的探索起步较早,尤其在近10年,研究呈现出爆发式的增长.在掀开肠道菌群这层神秘面纱之后发现,原来菌群与许多人体常见疾病都有着密切的关联,甚至是与肠道看似毫无联系的神经系统疾病都有着直接的影响.工业化的现代生活产生了一系列对于微生态系统破坏极强的因素,使得人体肠道生态系统遭到破坏,而如何修复肠道微生态系统,则是在肠道菌群研究中的最终要面对的问题.益生菌作为调节肠道菌群的直接途径,具备大量的科学数据的支撑,其特有的安全无副作用等特点,已得到广泛的认可.目前研究较多的益生菌主要归属于乳杆菌和双歧杆菌.Lactobacillus plantarumP-8(植物乳杆菌P-8)是目前研究与应用较为成熟的一株益生菌,通过对其全基因组进行分析,从遗传层面鉴定其具有较高的安全性,不含抗性基因等对人体有潜在威胁的基因.从其与人体肠道菌群的调控以及机制研究中发现,Lactobacillus plantarumP-8不仅在人体肠道中具有超过17周的定殖时间,同时还能够针对不同年龄人群肠道菌群特征进行有效的平衡与改善,并且具有较高的抑菌能力,具有替代抗生素的潜能,实用意义较大,且兼顾人类、动物、环境三者间的和谐共存.     

肠道微生物组：一把打开祖国医学宝库的钥匙

<正>前言随着高通量组学技术及生物信息学的高速发展，微生物组学已成为当下医学、农业、环境等多个领域的研究热点。为更全面、系统地研究微生物组，包括其与基因组、蛋白质组、代谢组以及微生物与宿主的互作关系，已有多个国家陆续开展了微生物组研究计划。例如：2007年美国国立卫生研究院启动“人体微生物组计划”、2008年欧盟启动“人类肠道宏基因组计划”、2010年美国阿贡国家实验室启动“地球微生物组计划”、2017年中国科学院牵头启动“中国微生物组计划”等。人类微生物组研究已明确，肠道是人体微生物的主要栖息器官之一，肠道微生物组对人体的免疫系统、内分泌系统、     

人体肠道微生物对十溴联苯醚的代谢研究

十溴联苯醚(BDE209)是一种具有持久性有机污染物特征的溴系阻燃剂, 可在生物体代谢生成更高毒性的化合物. 本文利用从人体粪便中提取的微生物以及通过人体肠道微生态系统模拟装置培养的人体肠道微生物, 在体外条件下研究BDE209 在人体肠道微生物作用下的代谢. 结果表明在为期10 d 的反应时间里, BDE209 含量保持稳定, 在气相色谱-质谱联用仪(GCNCI-MS)的色谱图中也没有检测到可能的脱溴代谢产物, 说明BDE209 没有发生显著的脱溴代谢作用.     

人体肠道微生物群、营养与健康

人体肠道微生物群是人体消化道系统中栖息的微生物总称.这些微生物与人体长期共进化,形成了一个平衡的微生态系统.人体微生物群与健康和疾病密切相关,被视为人体最大的内分泌"器官".该器官具有调节功能,通过改变微生物群的构成、种类与比例实现维护和恢复人体健康的目的.因此,人体微生物群及其与机体互作平衡网络研究,将为精准医学的诊断、治疗和预后评估带来革命性变化.肠道微生物群与摄入食物营养密切互作,不仅有助于降解食物营养素,还能够合成多种营养素供人体利用.研究者逐步认识到人体、微生物群、营养和免疫存在密切互作关系,因此,解析这一互作网络将为精准营养学的发展带来前所未有的新机遇.本文在总结目前人体肠道微生物群、营养与健康关系研究成果的基础上,从多个视角综述了此交叉领域日新月异的进展.     

肠道菌群与肥胖

正科学家早就知道人体是各种微生物的"家园",但直到十多年前,他们才意识到人体微生物群有多么庞大和复杂。在人体微生物群的研究中,肠道细菌是目前最受关注的热点。肠道菌群在人体营养代谢、免疫调节等多个生理过程中扮演着重要角色。大量研究发现,肠道菌群和肥胖之间存在极强的关联。最初,美国科学家戈登注意到肥胖的人和苗条的人肠道的菌群有较大差异,肥胖者的     

最伟大的自然历程

科学家一直都在思考:这35亿年间到底经历了怎样的漫长历程,才将地球上最早出现的原始微生物与现在的能够创造出泰姬陵、撰写出《傲慢与偏见》的高智商生物——人类区别开来?实际上,这两种生物之间的进化故事是一部经历着尝试—失败—再尝试过程的进化史诗。1859年,查尔斯·达尔文的《物种起源》问世。在这一里程碑式的著作中,达尔文解释道:物种不会永远地固定在一种模式中,生命就是不断变化的产物。在漫长的进化之路上,遗传基因随机变化,并逐渐经     

斑嘴环企鹅的繁殖策略

为了维持种群的数量,它们在漫长的岁月中进化出了聪明的繁殖机制。然而在今天,它们不得不应对更强大的敌人——人类。     

肠道微生物与皮肤疾病——肠-脑-皮轴研究进展

皮肤疾病,特别是湿疹、皮炎和痤疮等不仅影响个人形象,还可引起躯体感觉不适或精神异常.皮肤疾病影响人群广泛,病因复杂,复发率高,全球范围内患病人数不断增加.皮肤疾病与心理疾病之间存在密切联系,并且心理疾病的患病比例增长趋势也很明显.近年来的研究表明,肠道状态、肠道微生物以及心理疾病与皮肤疾病的关联称作肠道-大脑-皮肤轴(肠-脑-皮轴).肠道微生物可影响皮肤疾病的发生,并且精神状态与肠道微生物健康状况可折射皮肤健康状况.反之,皮肤状况也可作为精神状态和肠道微生物健康状况的评估参照.饮食是通过肠-脑-皮轴影响皮肤的重要因素,而心理因素对皮肤健康的影响也不能忽视.通过将肠道和皮肤微生物、肠道状态、大脑以及皮肤作为一个系统,而非独立对待,进而围绕肠-脑-皮轴进行干预将是解决皮肤疾病的重要方法.未来皮肤病的治疗趋势是将饮食、益生菌、益生元、药物和心理健康等方式综合运用.本文将重点介绍人类第二基因组——人体微生物组、肠道-大脑-皮肤轴与皮肤疾病的关系以及相互影响有关的研究进展.     

未来10年人类微生物组研究的重点

<正>基于微生物组的医学研究设想需要一种崭新的方法——进一步理解宿主﹣微生物之间相互作用的生态和进化关系。过去10年,全世界用在人类微生物组研究上的花费超过17亿美元,主要研究项目集中在美国、欧盟、中国、加拿大、爱尔兰、韩国和日本。这些投资证明了微生物组对人类健康和发展的重要性。例如,众所周知,新生儿从母亲体内继承身体所必需的微生物;此外,母乳中的糖类物质无法被新生儿消化吸收,但这正是新生儿体内发育的微生物组所必需的营养物质,这些微生物组后来会在塑造新生儿体内免疫系统过程中发挥重要作用。     

人类独特表型遗传基础的研究进展

大约500万年前人类(Homo sapiens)和黑猩猩(Pan troglodytes)分歧之后,人类在进化过程中逐渐形成了很多独特的表型.什么样的遗传变异造就了如此独特的人类呢?近10年来,通过比较人类和其他非人灵长类的基因组序列,研究者已经发现了许多基因组区域在人类中受到自然选择而发生了人类特异的遗传改变,包括基因编码区的改变、基因表达调控的改变、基因的丢失和基因的重复等.这些不同水平的遗传改变在进化过程中通过自然选择的作用在人群中固定下来,对人类独特表型的产生有着重要贡献.本文将从这4个遗传层面介绍人类特异表型与遗传变异的关系.另外,文中也介绍了利用基因编辑技术建立人源化的诱导多能干细胞及转基因动物模型研究人类特异突变和表型的关系,以及新的测序方法在筛选群体中天然突变个体中的应用.     

人类基因组和白血病

一、人类基因组计划的 提出及意义 人类基因的现代定义为:合成有功能的人体蛋白质多肽链或RNA所必需的全部DNA顺序。DNA是遗传信息的载体,其长度用碱基对(bp)或千碱基(kb)或兆碱基(Mb)表示。人类基因组则是指人的24条染色体(22条常染色体和X、Y 2条性染色体)上全部DNA所携带的遗传信息的总和,总长度为3x10~9bp,约合8～10万个基因。 人类基因组计划(HumanGenome Project,简称HGP)是美国科学家Renato Dulbecco于1986年在Science杂志上发表的题为《癌症研究的转折点——测定人类基因组序列》的短文中率先提出的,旨在阐明人类基因组的全部序列,从整体上破译人类遗传信息,使得人类第一次在分子水平全面地认识自我。美国于1990年正式启动人类基因组     

最熟悉的“陌生人”

<正>生命现象多姿多彩,历来是人类探究的焦点之一。当人们对人类基因组计划耳熟能详,并领略了其后的人类蛋白质组计划、人类微生物组计划和人类肠道宏基因组计划后,一个新的生命科学庞大计划也开始规划并将很快动工,这就是"人脑活动图计划"。虽然只有1.5千克左右,由1000亿个神经细胞组成的大脑却是人体中最复杂的部分,也是宇宙中已知的最复杂的组织结构。大脑是人体的神经中枢,人体的一切生理活动都是由大脑     

形影不离的细菌

正一项最新的研究向人们绘制了一幅关于家庭中细菌的震撼图像:每个家庭都有其自己的细菌乐园。有科学家认为,人体已成为移动的微生物生态系统:人的身体寄生着多达人类数量10倍的微生物细胞,而且我们每到一个地方都能滋生出一个独特的微生物混杂群。     

利用单细胞扩增技术解析母婴间肠道微生物构成及功能

微生物在人体中扮演重要角色,而婴儿早期微生物对日后健康发育至关重要.微生物可通过产道和母乳这2种主要途径从母亲传递给婴儿.本研究利用单细胞扩增技术对3对母婴粪便样品(共48份细菌悬液)进行宏基因组测序分析,旨在探究母婴间肠道微生物构成并对相关功能基因作出分析.结果显示,每对母婴间微生物尽管含量不同,但种类都高度相似(99%).三婴儿中,一个顺产婴儿显示与其母亲有相似的高丰度物种,如Roseburia hominis,Roseburia intestinalis,Eubacterium rectale,Eubacterium eligens等;另2个剖腹产婴儿显示与皮肤、口腔相关的高丰度物种,如Propionibacterium acnes,Staphylococcus saprophyticus/S.haemolyticus,Delftia acidovorans等.剖腹产婴儿中拟杆菌少于顺产婴儿,如Bacteroides(B.)fragilis,B.helcogenes,B.salanitronis等.本研究共检测到1283种细菌,除常见的人体肠道微生物外,还检测到4个低丰度物种,分别是Lactobacillus(L.)amylovorus,L.kefiranofaciens,L.sanfranciscensis和Bifidobacterium asteroids.粪便样品功能宏基因组显示,婴儿粪便中富有与碳水化合物相关的磷酸转移酶系统(PTS)和β-葡萄糖苷酶基因.本研究初次使用单细胞扩增技术对母婴间肠道微生物组成及功能做出探索,获得了较高测序深度及物种多样性,发现了之前鲜有报道的低丰度物种,证实单细胞扩增技术可用于后续不同生态环境微生物领域的研究.     

体内微生物组与糖尿病

糖尿病的发病率增加与人类生活方式的改变是相关的。绝不单单只是遗传原因。你可曾听说过，肠道里的细菌也会让你患上糖尿病。如今．研究人员正在对人体的肠道微生物组是如何影响代谢作用．进而引起糖尿病的课题进行深入的研究．     

关于未来类人猿研究的思考

黑猩猩是灵长类中最接近人类的类人猿动物,通过对黑猩猩的基因研究,有助于了解人类自己,以及人类进化过程中的未解之谜——当1991年国际人类基因组研究组织决定为人类基因组研究立项时,规划者曾有远见地把研究范围扩大到包括对照动物的基因测序。但在当时,列入基因组计划的非人     

基因组新论据动摇了生命之树

人们认为已经分开了数10亿年的两类微生物，现在却揭示出两者之间存在着意想不到的联系，这些新的基因组顺序使得进化生物学家们困惑不解。3年之前，被破译的10多种微生物的全部遗传密码，打开了微生物如何生活以及如何导致疾病的全新的认识通道。伯克里加利福尼亚大学的理查德     

低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础

哺乳动物配子发生过程中双亲特异性甲基化印迹导致父母双方的基因组在发育中的不等性和互补性, 使父母双方的基因组对正常发育都是必需的. 因此, 基因组印迹是胚胎发育过程中基因组整体水平上基因表达调控至关重要的第一步, 也是哺乳动物两性生殖的表观遗传基础. 但基因组印迹在脊椎动物中的进化起源、形成并维持稳定的表观遗传修饰分子机制都还完全不清楚. 在动物界, 由于至今未在非哺乳动物中发现内源印迹基因, 基因组印迹被认为可能是胎生哺乳动物单独进化出来的. 为探索基因组印迹的进化起源, 本文研究了哺乳动物印迹基因在低等脊椎动物的同源基因中是否存在双亲特异性差异甲基化区域. 通过用重亚硫酸氢盐测序的方法, 对金鱼Igf2基因的CpG岛在精子、卵子、不同发育阶段胚胎以及成体不同组织中的甲基化情况进行分析, 结果表明, 与哺乳动物Igf2基因一样, 金鱼Igf2基因内部也存在差异甲基化区域, 该区域在卵子中没有甲基化, 在精子中被高度甲基化; 但与哺乳动物印迹基因不同, 金鱼的双亲特异性甲基化差异不能在胚胎发育过程中保持稳定, 可能是脊椎动物进化早期的一种初级的基因组印迹. 这些结果说明, 低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础, 基因组印迹不是哺乳动物单独进化产生的     

走进益生菌的神秘世界

在人体的肠道中生存着数以亿计的细菌物质,它们能增强肠道的免疫调节能力,是对肠道健康有着积极作用的有益菌类物质。但肠道微生物辛益生菌,我们应该如何做?怎样补?科学对待益生菌,这些知识你要懂。