无菌动物在饮食干涉肠道菌群研究中的应用

膳食干涉对肠道菌群与健康的影响已成为医学健康领域的研究热点,从发展来看,肠道菌群有可能会成为研究饮食方式、保健食品、中药制剂等对人体健康影响的重要靶标。然而,肠道菌群由于其复杂性,研究它和饮食干涉的关系对动物模型有高标准的要求,无菌动物体内外不携带任何活的微生物和寄生虫,在生物医学及人体疾病和健康等方面均有一定的应用和研究,是当前肠道菌群研究中应用最多的基础动物模型。采用无菌动物构建人源菌群动物是研究饮食、菌群与健康关系的常用方式。本文主要综述无菌动物构建人源菌群动物的研究应用及饮食干涉对肠道菌群的影响。     

粪便菌群移植的研究与应用

粪便菌群移植早在半个世纪前就有报道应用于临床治疗,但一直没有受到人们的重视。过去的几年间,粪便菌群移植又在针对Clostridium difficile(艰难梭状芽胞杆菌)感染的治疗中逐渐兴起,并且有非常良好的治疗效果,对Clostridium difficile感染性肠炎的病症完全消失。因此,越来越多的患者开始尝试粪便菌群移植的治疗方法,以代替传统的药物治疗方法。肠道菌群的研究逐渐深入我们意识到,肠道菌群已经不仅仅是人体肠道共生微生物而已,而是可以视为人体一个独立且密不可分的人体器官,承担着免疫系统与代谢系统中重要的生理活动。这些关于肠道菌群的研究对粪便菌群移植有着强有力的推动。许多疾病的发病根源,尤其是与微生物紊乱有直接联系的代谢疾病,都可以从微生物与人体的互作模式中寻找答案。本课题综述了国内外近年来粪便菌群移植在人体疾病研究中的应用研究。     

无菌动物在肠-肝轴研究中的应用前景

肠道和肝之间通过肠-肝轴紧密相连,肠道疾病可以影响肝功能,肝疾病也可以诱发肠道菌群和功能的改变。无菌动物是一种身体所有部位都没有任何活的细菌、真菌、病毒及寄生虫的动物,无菌动物的出现为研究微生物与宿主之间的相互作用提供了有力的实验工具。同时,由于无菌动物缺乏正常肠道菌群的特点,它在肠-肝轴的研究中也起到了极大的推进作用。本文将对无菌动物在肠-肝轴中的应用前景做简要综述。     

人类口腔微生物组学研究:现状、挑战及机遇

全球超过一半的人口患有口腔疾病,其医护费用与全球十大常见死亡病因的花费相当,而且口腔感染与早产、动脉粥样硬化、肝硬化、糖尿病、阿尔茨海默病等全身性或慢性疾病显著相关,因此,口腔微生物组一直是人类微生物组计划的主要研究对象之一。与人体其他部位比较,口腔微生物组研究具有取样快捷、宿主反应表征方便、干预手段直接有效等特点;同时,超过65%的口腔细菌类群已可培养,诸多代表性菌株的全基因组信息已破译。因此口腔微生物组在菌群内部调控网络及其与宿主互作机制、局部感染对远隔器官的影响机制、以及基于菌群的慢病早期预警等微生物组研究核心科学问题上具备作为模式研究体系与技术示范对象的重要优势。本文在分析口腔微生物组学国际、国内研究现状的基础上,建议尽快启动中国人口腔微生物组计划(China human oral microbiome project,CHOMP),通过产学研协同攻关,开拓基于口腔菌群的口腔及全身系统性疾病的个体化预防、诊断及治疗策略。     

无菌动物及其在微生物与宿主互作机制研究中的应用

无菌动物是指通过现代技术手段在其体内外的任何部位均检测不出细菌、真菌、放线菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次氏体、病毒、原生动物和寄生虫的动物。无菌动物因其不携带任何微生物,可转化为携带特定微生物的动物,同时因其免疫系统处于休眠状态,对微生物感染异常敏感,可建立多种悉生动物模型,用于特定微生物感染实验和致病机制研究。此外,无菌动物作为关键工具,是研究菌群与疾病关系的核心,在微生物与宿主健康、疾病和感染机制研究过程中,起着不可替代的作用。本文将对无菌动物及其在微生物与宿主互作机制研究中的应用进行简要综述。     

微生物组与动物疫病防控

微生物组研究的发展推动了人类不断探索人体微生物群与疾病之间的相关性。然而,微生物组学在动物疫病防控中的研究尚处于起步阶段。本文对动物疫病防控领域中微生物组研究所发挥的6个作用进行了阐述：揭示疾病与菌群的相关性,鉴定新发病原体,确立有益于维持机体健康生长的菌群,筛选疾病防控的新药物和新制剂,开发新疫苗或改进疫苗的使用效果,提出更简单有效的防控措施。     

无菌猪的制备与微生物质量控制

菌群与宿主相互关系等热点研究促进了对无菌动物需求的迅猛发展。无菌猪作为一种特殊的模式动物,其在科学研究中不仅排除了背景微生物因素的影响,而且与常用的无菌小鼠相比,其在解剖、生理、代谢等方面与人更为相似,因此在生命科学研究领域具有重要的应用价值。本文结合现有国外无菌猪研究进展和本实验室在无菌猪研究积累,就无菌猪的制备与微生物质量控制进行简要探讨。     

粪菌移植治疗儿童肠道外疾病的研究进展和临床应用前景

肠道微生物群影响着人体的生理状况和营养吸收代谢。粪菌移植(fecal microbiota transplantation,FMT)是将健康人粪便中的功能菌群移植到患者体内,重塑肠内菌群结构进而调节人类肠道微生物群,成为新兴的治疗手段。本文回顾了近年来粪菌移植对儿童代谢性疾病、过敏性疾病与孤独症谱系障碍等肠道外疾病的运用与进展,表明粪菌移植治疗安全有效改变了肠道病理生理,有望成为治疗多种儿科疾病的技术。现就FMT在儿童肠道外疾病的应用现状及前景进行探讨。     

无菌猪的研究进展

无菌猪是采用现有微生物检测技术,检测不出活的微生物(包括细菌、真菌、寄生虫和病毒等)的一种悉生物,在现代畜牧生产和医学生物学研究中具有重要的科学价值。无菌猪最早用于畜牧生产的疫病净化,研究肠道菌群、动物疫病之间的关系。无菌猪和人在解剖、生理及遗传上具相似性、无微生物背景干扰,目前在医学生物学研究肠道菌群与生长发育与疾病发生发展等方面发挥着重要作用,也作为以肠道菌群为靶点的预防、诊断及治疗新技术研究的特殊动物模型。本文主要综述无菌猪的特性、研究进展及未来的发展方向。     

肠道微生物菌群对脑及行为的影响

肠道微生物菌群组成的变化对正常生理的影响及其在疾病中的作用逐渐成为研究热点。肠道微生物菌群通过脑肠轴影响宿主生理学的各个方面,包括脑-肠交流、脑功能甚至行为。对无菌动物、被致病细菌感染的、使用益生菌或用抗生素药物的动物研究表明,肠道微生物菌群可以调节宿主焦虑样症状及行为。研究表明对肠道微生物菌群的调节可能是治疗复杂中枢神经系统失调症的新策略。     

阴道微生物组：种群特征与疾病干预治疗

高通量测序技术的发展显著加快了对人类微生物组的理解。将人体微生物组与疾病关联,力求阐明疾病的发生进程,是推进个性化精准医疗的重要研究方向。近年来,栖居于女性阴道的微生物菌群日益受到关注,发现其生态失调与疾病发生、演变密不可分。文中综述了阴道微生物组与生殖道疾病发生、进展和治疗的最新进展,同时对阴道微生物组培养组、益生菌工程化改造以及合成菌群在阴道微生物组学研究以及疾病干预与治疗方面的前景进行了展望。     

基于无菌动物研究肠道微生物与类风湿关节炎发病相关性

肠道微生物与宿主的生长发育、免疫、代谢等方面均密切相关,但肠道菌群与宿主之间复杂的相互作用在很大程度上仍然是未知的。目前无菌动物已成为探索肠道微生物与宿主相互作用的重要工具,多项研究使用无菌动物模型探讨肠道菌群在宿主代谢、机体免疫系统的发育和成熟等方面的作用,其中包括肠道菌群在自身免疫性疾病发病及预后中的作用。研究发现,肠道菌群作为环境因素之一可能参与类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)发病,然而其因果关系未明。本文将对使用无菌动物探讨肠道微生物参与类风湿关节炎发病的相关性研究作一综述,为进一步深入研究肠道菌群在RA发病中的作用及机制研究提供理论依据。     

无菌动物与微生态学专题教学改革实践

根据研究生教学特点,为适应肠道菌群与人类疾病关系研究成为新研究热点与前沿的形势,对其无菌动物与微生态学专题教学进行改革实践。根据菌群与疾病关系研究的最新研究进展、研究生科研能力培养规律,在研究生《医学实验动物学》课程的无菌动物与微生态学专题教学中设置微生态学理论与研究技术简介、无菌动物培育原理及特点、无菌动物实验设计方法、国内外无菌动物资源简介等4部分内容。力争紧跟学科发展动态,强调知识的前沿性、实用性、综合性和交叉性,促进研究生课题设计能力培养和科研思路的开拓,创建研究生无菌动物与微生态学专题教学的新模式。     

人类与肠道微生物的共生关系

近年来的研究发现,曾经被长期忽视的人体微生物组特别是肠道菌群,与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的"第二基因库",但由于大部分的肠道细菌难以在体外分离培养,对肠道菌群的进一步研究也受到了限制。随着现代分子生物技术的蓬勃发展,已解决了不可培养微生物研究的难题,使得肠道微生物的研究进入一个新的阶段。为此,我们特别邀请了禹城市人民医院、山东龙力公司等单位的专家,以连载的形式,主要从基础研究(肠道微生物的角色)、临床(肠道微生物与健康、微生物制剂与药物联用)、产业(微生态制剂的开发)等方面展开,对肠道微生态学研究及相关产业的发展进行解读。     

粪菌移植途径的临床应用现状

人体肠道内寄居着数量庞大、种类繁多的微生物,形成肠道微生态稳态,而肠道微生态失衡与多种肠内、肠外疾病相关。随着人们对肠道菌群在宿主健康及疾病中作用的深入认识,粪菌移植(faecal microbiota transplantation, FMT)被给予厚望,其作为重建肠道菌群的有效手段,已成功应用于艰难梭菌感染(Clostridioides difficile infection, CDI)等疾病的治疗和探索性研究,并被认为是近年的突破性医学进展。随着近几年FMT研究的深入,人们发现FMT对各系统疾病皆有潜在的治疗作用。在1990年之前,菌群移植都是经灌肠实施,近几年随着粪菌移植研究的深入,粪菌移植途径也呈多样化发展。本文对粪菌移植途径、临床应用和存在的问题等作一综述。     

以肠道菌群为靶向的粪菌移植法及其在畜牧业的应用潜能

肠道微生物与宿主机体健康息息相关。粪便微生物移植(又称为粪菌移植,fecal microbiota transplantation,FMT)通过将健康供体粪便中的完整肠道菌群移入肠道微生态失衡的患者胃肠道内,经肠道菌群重构、恢复至正常状态。用FMT治疗某些肠道疾病如复发性艰难梭菌感染、溃疡性结肠炎、肠易激综合症、克罗恩病效果显著,且可能对因肠道菌群紊乱引起的肠道外疾病的治疗有潜在价值。本文主要对FMT技术的发展进程、在疾病上的研究以及在畜牧业上的应用潜能进行综述,并分析其应用的制约因素。     

肺部真菌微生物组研究进展

人体微生物组在健康维护与疾病发展过程中发挥着重要作用。最新研究发现,曾经被视为无菌部位的肺部,其微生物构成也非常丰富,不过针对肺微生物组方面的研究仍然处于早期阶段。真菌及相关基因产物作为人体微生物组的重要组成部分,其在肺部或其他疾病发生与防治方面所具有的潜在功能和意义尚不清晰。本文主要对肺部真菌微生物组的研究技术方法、群落结构特征与功能作用等进行综述,分析了该研究领域目前存在的主要不足,并提出了相关研究建议。     

模式生物秀丽隐杆线虫在肠道菌群研究中的应用

肠道菌群是人体的重要组成部分,在物质代谢、免疫应答等方面起着重要作用,目前对其组成和功能研究已成为热点。模式生物秀丽隐杆线虫因其结构简单、生活周期短、便于制备无菌个体等特性,在肠道菌群与机体共生关系及功能研究方面受到广泛应用。现就秀丽线虫在肠道菌群功能研究方面的应用进行综述。     

人体微生物群与微生物组

随着微生物群(组)研究的兴起,人体微生物组对机体健康或疾病作用的探索一度呈井喷之势,但研究技术及分析方法仍处于起步阶段,需进一步深入。本文对微生物群和微生物组的概念进行了解释,阐述了人体微生物群与机体的相互作用模式,概括了微生物群与人体有关疾病的关系,提出了人体微生物组研究中的6个关键问题,并对未来的发展方向进行了展望。     

动物肠道菌群结构分析方法进展

动物肠道菌群形成一个庞大而复杂的微生态平衡系统,在维持胃肠道健康方面起着重要作用,具有营养、屏障和免疫等功能,其科研价值极大。本文就分析动物肠道菌群结构所采用的传统纯培养法、ERIC-PCR分子杂交技术、16SrDNA分子测序技术、荧光原位杂交技术及宏基因组学技术进展进行综述。为进一步对动物肠道微生物研究选择有效合理的分析方法,研究各种动物肠道菌群的组成分布、结构功能、影响因素及其与疾病的关系等提供可行性理论指导。