雌马酚产生细菌及其雌马酚合成代谢机制

大豆食品中通常富含染料木素和大豆苷元等异黄酮素,人和动物肠道中的某些细菌具有将异黄酮素代谢转化为S-雌马酚的能力。到目前为止,S-雌马酚被认为是一种具有潜在健康调节作用的化合物。啮齿类动物均具备产雌马酚的能力,但不同人群之间存在差异,产雌马酚细菌是否存在可能是造成这种差异的重要原因;不同产雌马酚细菌的代谢机制可能不同,并影响机体最终产雌马酚的能力。本文对已知的各种产雌马酚细菌及其细菌的雌马酚合成机制进行综述,以期为进一步了解雌马酚产生个体差异、雌马酚代谢转化效率、体外雌马酚的发酵生产,以及临床产雌马酚细菌的应用等提供理论参考。     

银杏双黄酮和银杏内酯B与人体肠道菌群体外互作研究

【目的】银杏提取物在防治心血管系统和神经系统疾病方面发挥重要功能。鉴于肠道菌群已被认定为一个新兴的药物作用靶标,研究银杏双黄酮和银杏内酯与人体肠道菌群之间的相互作用具有非常重要的意义,这将为进一步理解银杏提取物的功能和作用机制奠定基础。【方法】本研究使用人体肠道菌群体外批量发酵、细菌总量测定、细菌16S rDNA高通量测序、气相色谱和液相色谱检测等方法,对银杏双黄酮和银杏内酯B单独或复合在体外与人体肠道菌群的相互作用进行研究。【结果】银杏双黄酮和银杏内酯B单独添加对人体肠道菌群总量、肠道菌群结构组成和短链脂肪酸产量没有显著影响。但有意思的是,复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后,Coriobacteriaceae科和Cupriavidus属细菌的比例显著升高,Gemella菌细菌比例显著降低。功能基因预测分析发现,编码K00076、K12143、K07716和K00220的基因在复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后显著富集。K00076和K00220是氧化还原酶,催化CH-OH供体基团的电子转移,可能参与银杏双黄酮和银杏内酯B的代谢和修饰。HPLC检测发现,人体肠道菌群体外对银杏双黄酮和银杏内脂B的降解修饰率分别为70%和35%左右。【结论】体外复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B可显著改变肠道某些细菌的丰度。同时,体外研究表明肠道菌群具有代谢修饰银杏双黄酮和银杏内酯B的功能。     

不同生长阶段舜皇山土猪肠道微生物组成与多样性

目的挖掘肠道微生物在舜皇山土猪耐粗饲及抗病等方面的作用,为舜皇山土猪的饲养与保护以及益生菌的开发提供理论依据。方法采集3个生长阶段的舜皇山土猪粪便样品,各4~5组,进行16S rDNA V3-V4区基因高通量测序,分析其微生物的组成及多样性。结果舜皇山土猪肠道微生物主要由拟杆菌门(Bacteroides)、厚壁菌门(Firmicutes)组成,但这两个主要门类的丰富度在各生长阶段有较大差异,且哺乳猪肠道的变形菌门(Proteobacteria)丰富度明显高于其他生长阶段。舜皇山土猪肠道内的Firmicutes/Bacteroides(F/B)比例较低,具有较高的瘦肉率的潜力,但并未表现出很高的瘦肉率,推测与其自身生长缓慢有关。不同生长阶段舜皇山土猪肠道微生物中的优势菌属有所不同,但普氏菌、考拉杆菌属、瘤胃菌科是它们的共性菌,这与商品化猪肠道的优势属(主要是乳杆菌、链球菌等)存在明显差异。考拉杆菌属在肠道微生态的动态平衡方面起着至关重要的作用,并且在含致病菌较少的保育猪中丰富度较高,推测其在舜皇山土猪抗病特性方面具有重要作用。与其他两个生长阶段的猪相比,哺乳猪丰富度差异显著的细菌菌属有23种,保育猪12种,育肥猪27种,但它们含有较多的益生菌,如SCFAs产生菌、木聚糖降解菌、纤维降解菌等,推测与其耐粗饲料特性相关。结论舜皇山土猪的发育状态以及饮食习惯影响其肠道微生物的组成。舜皇山土猪的瘦肉率受肠道内F/B比例的影响,同时其自身生长速率也有可能影响其瘦肉率。考拉菌属可能在舜皇山土猪抗病特性方面具有重要作用。舜皇山土猪肠道内的木聚糖降解菌、纤维降解菌等微生物是其耐粗饲的主要原因。     

人体肠道分节丝状菌SFB研究进展

动物实验研究表明,肠道分节丝状菌(segmented filamentous bacteria,SFB)是一种革兰氏染色阳性梭菌;具有物种选择性定殖特性,主要定殖在回肠末端上皮细胞表面;具有调节宿主免疫系统成熟,刺激Th17细胞特异性分化和促进肠道表面免疫球蛋白A(sIgA)分泌等功能;在防御病原微生物感染和诱发自身免疫性疾病发生发展等方面发挥重要作用。虽然在众多脊椎动物中均能检测到SFB的存在,但关于人SFB的研究报道甚少。有研究表明人体肠道样品中能检测到SFB的存在,且对临床样品进行调查研究发现,人体肠道SFB与免疫调控和疾病症状等存在一定的相关性。但由于SFB在人体肠道中丰度极低,且在同一个体中可能存在不同的SFB菌株,SFB单细菌分离与纯培养仍然是进一步研究人体肠道SFB免疫调节功能的必由之路。     

基于CNKI和PubMed数据库的双歧杆菌研究文献分析

目的统计分析国内外已发表的与双歧杆菌相关的期刊文献,了解其中的研究热点与发展趋势,为相关科研工作者提供参考。方法研究资料来源于CNKI和PubMed数据库,应用文献计量学的方法对两个数据库所收录的双歧杆菌相关文献进行分析。结果截至2018年8月15日,CNKI和PubMed分别收录了9277和5130篇相关文献。在数量上,国内外对双歧杆菌的研究都从20世纪90年代开始快速增长。从学科分布和关键词来看,中外研究共同关注了消化道疾病和儿科学,同时中外研究侧重点又有明显的差异。国内研究机构参与发表在国际杂志上的文章数量较多,但是其中作为第一发表单位的文章数量偏少。结论双歧杆菌相关的基础与应用研究还有许多需要深入和拓展的方面,研究者应当在相关领域进行实质性突破。     

中国人群肠道微生物鸟枪法宏基因组测序研究进展

肠道微生物与人类健康的相关性研究仍然是当前生命科学研究领域的前沿热点之一。不依赖培养的 16S rRNA基因高通量测序是当前的主要研究手段。但随着测序成本的降低和数据分析方法的日渐成熟,宏基因组鸟枪法测序因具有信息量更大、更全等优势,将逐渐成为今后一段时间内研究肠道微生物组的重要手段。美国在人类微生物组计划的资助下,对30 805份样品进行了肠道微生物宏基因测序分析。通过NCBI PubMed和SRA数据库检索,共发现72项研究收集了约10 000份中国人的肠道样品用于宏基因组测序。但到目前为止,仅56项研究进行了公开发表,其中与代谢性疾病相关的文献16篇,与感染和免疫性疾病相关的文献16篇,与心脑血管疾病相关的文献12篇。由于采样地点以北京、广州、上海等大城市为主,测序平台和测序分析方法均存在较大差异,且大部分研究仍以相关性分析为主,相关研究成果在临床疾病诊疗中所发挥的作用仍非常有限。规范采样方法、标准化测序平台和数据分析流程,开展多中心平行研究将有助于数据整合和比较分析。同时,结合使用转录组、蛋白质组和培养组学等多组学方法开展功能验证和分子作用机制研究,将有利于更好地将肠道微生物研究成果服务于临床疾病诊疗。     

细菌耐药性应对策略研究进展

细菌耐药性(Antimicrobial resistance,AMR)持续增长,但新上市抗生素数量却持续下降。抗生素耐药基因(Antimicrobial resistance gene,ARG)和抗生素耐药菌感染已严重威胁人类健康。因此,需要多方面联合采取措施来应对AMR所带来的各种挑战,包括创新生物医药、改善抗生素使用和抗生素耐药监测系统、减少抗生素耐药基因产生速度、阻止健康护理相关感染和多重抗生素耐药菌传播与扩散、开发微生物学快速诊断方法与设备、减少临床和兽医抗生素滥用等。庆幸的是,AMR已受到各国政要、科学家和企业家等的高度重视与支持,相信随着新技术、新产品的不断问世和管理新措施的不断出台,AMR问题一定会得到控制和缓解。     

产S-雌马酚梭菌C1三代全基因组测序及功能基因筛选鉴定

【目的】挖掘产S-雌马酚梭菌C1转化大豆苷元产生S-雌马酚的功能基因,为梭菌C1的S-雌马酚转化机制研究提供参考,并为利用合成生物学方法生产S-雌马酚提供新基因资源。【方法】利用GridION测序平台,对梭菌C1进行第三代全基因组测序、基因组组装和功能注释等分析,从C1菌全基因组中筛选和鉴定参与S-雌马酚生物转化的功能基因。【结果】C1全基因组大小为3 035 113 bp,预测编码3 166个基因,包含53个tRNA、15个rRNA、4个ncRNA和1个基因岛。通过生物信息学分析,发现C1-07020基因编码蛋白与已报道的Lactococcus sp.20-92大豆苷元还原酶具有44.8%的氨基酸序列相似性和相同的3个功能保守结构域,体外蛋白功能验证表明,C1-07020具有大豆苷元还原酶功能。此外,C1菌中没有发现与已知产S-雌马酚菌相似的功能基因簇或大豆苷元还原酶以外的其他功能基因。【结论】在C1中鉴定到一个新的产S-雌马酚功能基因,并发现了C1可能具备特殊的产S-雌马酚机制,实验所获基础数据可为进一步挖掘产S-雌马酚新功能基因、了解S-雌马酚的生成机制及体外产S-雌马酚基因资源...     

(S)-雌马酚对肠道菌群的体外调控作用及其可代谢性研究

[目的]研究(S)-雌马酚对人体肠道菌群的体外调控作用和人体肠道菌群对(S)-雌马酚的代谢衍生作用。[方法]采用人体肠道菌群体外批量发酵、细菌16S rRNA基因高通量测序、气相色谱、液相色谱和质谱等检测(S)-雌马酚与人体肠道菌群体外相互作用。[结果]体外添加(S)-雌马酚对总体人肠道菌群结构和短链脂肪酸产量影响不明显。添加0.45 mmol/L (S)-雌马酚组与对照组相比,未检测到相对丰度发生显著变化的细菌;添加0.90 mmol/L (S)-雌马酚组与对照组相比,显著增加了肠杆菌科(Enterobacteriaceae)等条件致病菌的相对丰度,减少了潜在益生菌粪球菌属(Coprococcus)的比例。代谢分析发现,发酵培养液中(S)-雌马酚的浓度降低了约15%−30%,推测可能被微生物进一步降解或衍生修饰。[结论]从体外调控肠道菌群的角度判断,0.45 mmol/L (S)-雌马酚相对较安全,而0.90 mmol/L (S)-雌马酚可能会破坏肠道菌群平衡。(S)-雌马酚可以被人体肠道菌群进一步代谢,其特定代谢产物的结构与功能及其体内生物安全性有待进一步研究。     

双歧杆菌抗生素耐药性研究进展

目前,由于抗生素的广泛、大量使用,耐药菌株急剧增多,加剧了耐药菌对人类健康和生态环境的威胁。有研究表明,益生菌自身含有的耐药基因或耐药质粒等可通过基因水平转移传递给人体肠道中的致病菌,导致耐药菌感染。随着双歧杆菌相关微生态制剂的广泛应用,通常以活菌形式进入人体的双歧杆菌,与肠道内原籍菌群混合生长,致使其携带的耐药性基因片段在肠道菌群中水平转移,从而导致某些致病菌具有耐药性。因此,研究双歧杆菌等益生菌的耐药性基因转移有着十分迫切的意义。本文总结了双歧杆菌的耐药性,分析了双歧杆菌的耐药机理,为进一步筛选安全的双歧杆菌菌株提供理论依据。