肠道菌群影响宿主行为的研究进展

肠道内定植了数量众多、种类丰富的肠道菌群,它们和宿主间形成了互利共生的关系,对宿主的健康产生着重大影响.近年来,随着对肠道菌群调控作用研究的不断深入,发现肠道菌群不仅调控肠道活动,还影响宿主的脑功能和行为.肠道菌群通过肠-脑轴调控宿主行为,而肠-脑轴是由免疫、神经内分泌和迷走神经途径构成的肠道和脑之间的交流系统.动物研究(无菌动物、肠道病原菌感染以及抗生素和益生菌处理动物)和临床观测结果表明,肠道菌群通过肠-脑轴对宿主的应激反应、焦虑、抑郁和认知功能产生重要影响.平衡的肠道菌群可以促进宿主的身心健康,而肠道菌群失调则可能引发肠-脑疾病(如肠易激综合征、炎性肠道疾病和肝性脑病)和中枢神经系统疾病(如多发性硬化症、阿尔兹海默症和自闭症等).深入了解肠道菌群对宿主行为的影响,有助于更好地理解肠易激综合征和多发性硬化症等的发病机理,并认识到调节和恢复正常肠道菌群的安全有效措施(补充益生菌)是治疗精神心理疾病的重要组成部分.     

基于光学成像的益生菌体内示踪技术

益生菌是指对宿主健康有利而且能够促进人类健康的活的微生物,主要通过调节胃肠道菌群、改善肠上皮细胞屏障功能、调节免疫功能等对宿主产生有益影响.过去,益生菌在体内的存活情况是通过分析粪便中细菌的数量或是不同时间解剖动物胃肠道来进行益生菌计数.关于益生菌发挥益生作用的机理不清楚,通过现代生物学技术对益生菌进行遗传标记可为解释益生作用机理提供参考.基于光学成像的益生菌体内示踪技术主要包括生物发光、传统荧光(荧光蛋白和荧光染料)和新型纳米材料3种技术,本文评述了3种技术各自的特点和优缺点,旨在为进一步发展和研究益生菌体内示踪技术提供理论和参考依据.     

益生菌:代谢性疾病调控新靶向

代谢综合征是一种代谢异常性疾病,近年来随着其发病率逐年升高,严重影响个人的生活质量,成为世界性公共卫生问题.代谢紊乱性疾病的流行与近几十年来膳食中大量营养素摄入量的动态变化和生活方式的改变有关.肠道微生物群失调被认为是代谢紊乱发生的影响因素之一,如何通过调节肠道菌群改善代谢综合征已成为目前的研究热点.益生菌作为一种广泛应用于食品中对人类健康有益的活的微生物,通过调节肠道微生物群起到改善血糖、调节血脂和降低胰岛素抵抗及胆固醇的作用.本文综述了益生菌在肥胖、2型糖尿病及高血压等代谢性疾病方面的具体作用效果及相关机制,提出在其应用过程中将面临的问题,为益生菌在未来的产业发展及应用提供新的思路.     

肠道微生物与自闭症研究进展

自闭症是一种严重的神经发育障碍,其患病率急剧上升,不符合哈迪-温伯格平衡,表明环境因素对其影响远大于遗传因素.自闭症与肠道微生物失衡及肠-脑轴异常密切相关.由于肠脑发育与头脑发育同步,因而在婴幼儿发育的关键期肠道微生物发育异常可增加自闭症风险.肠道微生物可通过代谢产物、免疫、神经内分泌以及迷走神经等途径影响自闭症.特定有益微生物菌株主要通过微生物-肠-脑轴、调节微生态平衡和抗感染、调节宿主代谢和吸收、改善肠漏等方式改善和治疗自闭症.益生菌以肠道菌群为靶点或可成为自闭症有效辅助治疗方法.本文对近年来与肠道微生物相关的自闭症研究进行综述,为我国今后全面防治自闭症提供人体共生微生物领域的参考.     

抑郁症研究的发展和趋势——从菌-肠-脑轴看抑郁症

抑郁症是现代社会最常见的心理疾病,该病不仅降低个人的生活质量,还给家庭和社会带来巨大的经济负担.但由于经济文化和医疗资源等因素限制,目前大部分抑郁症患者并没有进行过任何治疗,已有疗法效果的有限性又进一步加剧了这种困境.研究发现,抑郁症患者的大脑、内分泌、免疫和肠脑功能都出现异常,脑-肠轴功能失常可能是抑郁症的主要病理机制.以往的抑郁症治疗主要针对大脑,如药物治疗和心理治疗,而忽视了患者的其他症状.近年来,全世界范围随生活水平的提高抑郁症患病率也随之升高的现象提示,食品添加剂、药物、环境压力及不良饮食等均可为肠道菌群异常的直接诱因,而肠道菌群改变导致菌-肠-脑轴功能异常更可能促进抑郁症发生;通过益生菌、益生元、健康饮食以及粪便菌群移植等方式重建肠道菌群平衡,改善菌-肠-脑轴功能则能减轻甚至治疗抑郁.通过调节肠道微生物来改变抑郁焦虑等心理疾病已成为神经科学和心理学的热点,维护良好的肠道菌群可能是未来抑郁症预防和治疗的重要方向.     

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.     

肠道菌群及益生菌干预:慢性肾脏病治疗的新视角

肠道是"隐形"的免疫器官,具有调节机体营养代谢、生理和免疫等重要功能.近年来,肠道菌群被认为参与了慢性肾脏病(chronickidneydiseases,CKD)的发生发展过程.CKD患者肠道功能屏障受到破坏,一些肠源性代谢毒素和细菌移位进入体循环,从而加重CKD全身炎症反应,促进其心脑血管并发症的发生.而益生菌治疗作为调节肠道菌群的主要干预措施,可能通过调节肠稳态,减少肠源性尿毒症毒素而延缓CKD的进展.由于益生菌对生理功能的调节具有菌株特异性,因此根据他们的功能特性选择适当的益生菌菌株干预是至关重要的.益生菌治疗更新了以往探讨疾病发生发展的分子机制的理念,为临床疾病的治疗提供了更开阔的视野.本文主要概述了CKD患者肠道菌群的变化以及益生菌在CKD治疗中的功效和可能作用机制.     

从单菌株组学到宏基因组学:Lactobacillus casei Zhang益生功能

干酪乳杆菌Zhang(Lactobacillus casei Zhang, LCZ)是一株研究充分的益生菌,受传统蒙医学的启发,分离筛选自内蒙古牧民的自然发酵酸马奶.其研究经历了3个主要阶段,单菌株组学体外评价阶段,肠道优势菌结合益生功能体内评价阶段,益生功能评价与肠道菌群组学结合的阶段.LCZ经过耐酸耐胆盐筛选,具有较好的体外黏附特性和体外调节巨噬细胞活性的作用.接着进行了菌株全基因组的测定和解析,抗生素抗性实验显示其具有较强的基因组稳定性.生长过程、酸应激和胆盐胁迫的蛋白组学鉴定出一系列与益生菌生长和抗性相关的功能蛋白.进一步体内试验表明,LCZ已经被证明具有调节肠道菌群的丰度和比例、抗脂质过氧化和增加抗氧化酶活性、调节细胞和体液免疫以及肿瘤免疫功能、改善血脂和肝脏脂质代谢、缓解口服糖耐量受损和预防二型糖尿病、保护肝脏和预防肝损伤、抑制肝移植瘤生长和诱变结肠癌发生发展等多项功能.小规模人群试验表明, LCZ可以维持肠道菌群的丰富度,增加有益菌的丰度和减少潜在有害菌的丰度.更重要的是,通过调节肠道菌群预防上呼吸道感染和改善部分衰老指标的功能在中等规模人体随机临床试验中也得到了验证.益生菌LCZ未来将在改善肠道菌群方面发挥更大的益处,具有开发为预防和辅助改善疾病的保健食品/特医食品的潜能.     

肠道菌群调控代谢性疾病发生和发展

人体肠道是一个巨大的复杂生态系统,肠道菌群、营养物质和宿主细胞的相互作用及其稳态对宿主健康以及疾病的发生发展至关重要.肠道菌群的各种菌落具有众多功能,如参与营养物质的合成与分解代谢、形成肠道天然屏障等.肠道菌群紊乱会对健康造成负面影响,许多代谢性疾病的发生和发展均与肠道菌群紊乱存在密切关系.肠道菌群与健康和疾病之间的紧...     

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。     

饮食对自闭症的影响研究进展

自闭症是一种发育障碍类疾病,患者常出现严重的行为异常,丧失语言能力和社会交往能力,生活基本不能自理,并且可能需要持续一生的治疗.随着发病率的攀升,自闭症已经给患者家庭和社会造成了严重的社会和经济负担.自闭症的病因和机理尚未完全明晰,尚缺有效的治疗或干预方法.目前的研究表明,饮食与自闭症关系密切,不良的饮食习惯,食物中的有害物质,对营养物质的吸收、利用和代谢异常,可能影响免疫、内分泌和能量代谢系统,最终影响大脑的发育.食物是肠道微生物的重要影响因素,而肠道微生物对人体健康至关重要,且通过微生物-肠道-脑轴(菌肠脑轴)影响大脑的正常工作和发育.食物中的营养、促生长物质及本身负载的微生物为肠道微生物的生长和组成提供了充足的物质基础.饮食干预不仅能改善自闭症患者的营养状况,还能缓解一些胃肠道症状以及睡眠、刻板、自残、多动和暴躁等异常行为,甚至社交和语言能力等也有所好转.其中,给自闭症患者服用益生菌,在明显改善患者的肠道菌群的同时,自闭症症状得以改善.因此,将肠道微生物作为自闭症的诊断和干预靶标正在引起广泛关注,饮食、肠道微生物与自闭症的关系正在成为当前的研究热点.     

人体肠道微生物与健康

正人体肠道微生物时刻伴随人类成长,不仅帮助消化食物,更是人体有效抵抗外界病原菌入侵的屏障。漫长的进化过程形成的平衡稳定的肠道微生态环境对于人体的营养、代谢和免疫起着至关重要的作用。人体内存在大量共生微生物,它们大部分寄居在人的肠道中,数量超过1000万亿(10~(14)数量级),是人体细胞总数的10倍以上,其总重量超过1.5公斤,若将单个微生物排列起来可绕地球两圈。胃肠道是微生物的"大仓库",人体就是一个移动的微生物聚集地。从基因组角度看,一个健康成年人肠道微生物的全部基因组数量异常庞大。在漫长的进化过程中,肠道微生物与人类     

肠道菌群与代谢疾病

肠道菌群作为与人体共生的一个重要生态系统,长期以来与宿主共演化、共发育,桥接外界环境,与宿主各脏器发生互作,进而参与宿主代谢稳态调控。十几年来,已有多项研究支持肠道菌群失调通过各种与宿主互作的机制可能参与宿主多种疾病,尤其是肥胖、2型糖尿病等慢性代谢性疾病的发生与发展,并且肠道菌群在代谢性疾病的手术、药物等多种治疗方式中发挥重要作用。目前亦有多种有关开发靶向肠道菌群的代谢性疾病治疗的研究。文章对肠道菌群与代谢性疾病关系及相关机制、代谢疾病治疗中菌群的作用、肠道菌群相关治疗手段等方面的研究进展加以总结,以期为将来开发靶向肠道菌群代谢性疾病新型诊疗策略提供参考和思路。     

肠道菌群与代谢疾病

肠道菌群作为与人体共生的一个重要生态系统，长期以来与宿主共演化、共发育，桥接外界环境，与宿主各脏器发生互作，进而参与宿主代谢稳态调控。十几年来，已有多项研究支持肠道菌群失调通过各种与宿主互作的机制可能参与宿主多种疾病，尤其是肥胖、2型糖尿病等慢性代谢性疾病的发生与发展，并且肠道菌群在代谢性疾病的手术、药物等多种治疗方式中发挥重要作用。目前亦有多种有关开发靶向肠道菌群的代谢性疾病治疗的研究。文章对肠道菌群与代谢性疾病关系及相关机制、代谢疾病治疗中菌群的作用、肠道菌群相关治疗手段等方面的研究进展加以总结，以期为将来开发靶向肠道菌群代谢性疾病新型诊疗策略提供参考和思路。     

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.     

从粪菌移植到菌群移植

粪菌移植本质上是在认识微生物与疾病关系基础上,对传统中医药治疗方法的现代化应用,是近几年的医学突破.然而,在被评价为医学突破之前,这既不是技术的突破,也不是理论的突破,而是思维方式的突破.粪菌移植在近几年的应用中正经历巨大的变化,包括治疗适应症、实验室方法学、治疗策略、给入路径等,特别是粪菌智能分离系统用于粪菌制备、经内镜肠道植管术用于结肠途径的重复移植等,为粪菌移植实现现代化奠定了关键性基础.中华粪菌库和Openbiome作为世界上最大的两个非营利性粪菌库,分别在中国和北美地区实施粪菌移植的异地救援性治疗.由于粪菌移植也存在局限性,研究用于部分替代粪菌移植的选择性菌群移植技术已经成为微生物学家和临床医学家的共同追求.选择性菌群移植与粪菌移植共同成为菌群移植的重要内涵,并促进新型益生菌的研究得以快速发展.菌群移植可望用于包括感染、免疫性疾病、肠脑轴疾病、肝病、肿瘤等多种疾病的治疗.虽然来自国内外大中心的数据支持菌群移植具有很高的安全性,但也不能忽略一些不良事件.菌群移植的安全性,特别是远期风险,需要通过大数据、长期真实世界研究来回答.本文主要涉及对菌群移植的新认识和研究进展,从中总结发现、思维与技术的共变,促进了粪菌移植向菌群移植发展.     

预测和分析血吸虫含有EF-hand结构域的表膜蛋白的功能

血吸虫病仍然是严重危害人类健康的重要寄生虫疾病之一. 在血吸虫中发现一类特殊的表膜蛋白, 它们含有EF-hand结构域, 但是对它们功能的了解除了可以作为抗原之外几乎一无所知. 蛋白-蛋白相互作用、位点特异性变异和糖基化位点修饰等in silico分析的结果表明, 这类表膜蛋白不仅可以与具有免疫调节功能的宿主蛋白进行相互作用来帮助血吸虫主动调节宿主的免疫反应, 还可以通过位点特异性变异、糖基化修饰自身那些可以被宿主免疫攻击所识别的位点, 以帮助血吸虫被动调节宿主免疫攻击. 此外, 对表膜蛋白C端区域的分析表明, 这些蛋白还可以协助血吸虫抑制宿主多核细胞的细胞趋化和宿主的IgG4免疫反应来调节和逃避宿主的免疫攻击. 总之, 分析结果暗示, 这些表膜蛋白可以协助血吸虫在宿主-寄生虫相互作用过程中调节和逃避宿主的免疫攻击, 起到自我保护的作用.     

益生菌、肠道菌群与健康

正在过去的15年,测序手段、生物信息学及宏基因组技术的快速发展,使得探索肠道微生物的组成和功能成为可能,并由此涌现出一大批举世瞩目的研究成果.目前,肠道菌群已发展成为生命科学、食品营养学、医疗保健和微生物学等众多领域的研究热点.据报道,2013～2017年,专注于肠道微生物的论著多达12900种,仅2017年围绕肠道微生物就有4000余篇学术论文发表.该领域的蓬勃发展侧面反映了肠道菌群研究的重要性和必要性.     

锡林郭勒牧场人畜肠道微生物及土壤微生物多样性的比较分析

以内蒙古锡林郭勒镶黄旗呼日敦高勒嘎查牧场内牛、山羊、绵羊、马、人的粪便和土壤为研究对象,利用Pac Bio SMRT测序平台对细菌16S rRNA基因全长进行测序,运用生物信息学分析方法对人畜肠道微生物及土壤微生物多样性进行全面评估.结果发现,人畜肠道菌群均以厚壁菌门和拟杆菌门为优势菌门,而土壤以酸杆菌门和变形菌门为优势菌门.在属水平,人畜以梭菌属、拟杆菌属为优势菌属,而土壤以Blastocatella和芽孢杆菌属为优势菌属.在种水平人以Escherichia/Shigella dysenteriae和Streptococcus salivarius为优势菌种,而4种家畜的优势菌种均为Oscillibacter valericigenes和Eubacterium coprostanoligenes.土壤以Blastocatella fastidiosa和Bacillus longiquaesitum为优势菌种.比较各样品α多样性发现,人肠道微生物的多样性显著低于其他食草动物.通过主坐标和层次聚类分析发现可将6种样品分为:组1(人)、组2(马)、组3(绵羊、牛、山羊)和组4(土壤)4组.本研究对差异OTU进行比对分析探究了造成该分组的原因.因此本研究揭示了土壤、人和家畜肠道微生物组成和结构存在显著的差异,为进一步研究不同生境中微生物多样性提供数据参考.     

一种灭活肠道菌可降低心血管疾病风险

正比利时一项最新研究发现,服用一种灭活的肠道益生菌能改善代谢状况,可降低肥胖带来的心血管疾病及2型糖尿病风险。这种细菌名叫嗜黏蛋白阿克曼氏菌,是人体肠道菌群主要成员之一,于2004年首次被分离鉴定。此前进行的相关动物实验显示,它有抑