生物钟与肠道菌群调控哺乳动物能量代谢研究进展

生物钟作为哺乳动物进化过程中产生的一种适应机体内外环境昼夜变化的内在机制,控制着机体的睡眠-觉醒及进食等生理活动,使生物体在每个昼夜周期的能量需求和营养供给呈现出与环境相适应的节律性变化。哺乳动物的肝脏、骨骼肌、胰腺、心血管等组织的葡萄糖代谢、脂质代谢和激素分泌等都受到生物钟的调控。作为宿主特殊的“器官”,肠道菌群在共同进化过程中与宿主微环境(组织、细胞、代谢产物)构成了一个微生态系统,在宿主对营养物质的消化和吸收过程中发挥重要作用。近年来的一些研究证据表明,肠道菌群的构成、数量、定植以及功能活动均具有显著的昼夜节律性变化,而这与生物钟调控下的各种生理功能变化是密切相关的。此外,有研究发现肠道菌群可通过分解宿主无法消化的膳食纤维等营养物质产生短链脂肪酸等代谢产物,部分代谢产物具有调节宿主生物钟并影响代谢的功能。本文将重点阐述生物钟与肠道菌群的互作及其对哺乳动物能量代谢的影响,以期为代谢性疾病的预防和治疗提供新的线索和思路。     

肠道菌群与代谢研究进展

从出生伊始肠道菌群就依赖于宿主的基因组、营养和生活方式而变化的,与宿主共同进化发展.肠道菌群参与调控其宿主的多种代谢途径,包括宿主的免疫、营养,并且极大地影响宿主的物质能量代谢及与物质能量代谢相关疾病的发生与发展过程.同时又与多个器官共同作用,在宿主的代谢、信息传递,疾病的感染与防御方面起非常重要的作用.深入了解肠道菌群在其参与代谢的具体作用,对理解物质能量代谢相关疾病病因、优化治疗策略、调节肠道菌群、防治疾病和提高宿主健康水平具有重要作用.本研究对人类肠道菌群的形成、物质能量代谢、代谢相关疾病及其防治等方面的研究进展加以综述.     

鸡肠道正常菌群的研究进展

正常菌群作为宿主的组成部分,参与了动物体的生长、发育、消化、吸收、营养、免疫、生物拮抗及其各种功能和结构的发生、发展和衰退的全过程。动物与菌群保持动态的微生态平衡,在某些因素作用下,正常菌群会发生变化。当有益菌占优势时,动物就会向健康的方向发展,而有害菌占优势时,最终会引起宿主的病变反应。鸡肠道菌群种类多,数量大,多为厌氧菌,研究其肠道正常菌群的结构及其演替规律,有着极其重要的意义,可为开发功能微生物、丰富菌质资源以及研制禽微生态制剂提供理论基础。     

肠道菌群与人体代谢

人体代谢是人为了适应环境变化通过自身与微生物基因组共调节产生的所有复杂化学反应的总称。无论疾病与否,规模宏大而复杂的细菌库——肠道菌群都直接参与人体多种代谢过程。肠道菌群在人体内形成了错综复杂的微生态系统,与人类共同变化应对外界因素,人体代谢平衡状况与肠道菌群的结构组成变化密不可分。研究肠道菌群与人体代谢的相关性,对于人类健康有重要意义。     

蠕虫感染与肠道菌群相互作用的研究进展

哺乳动物和人类的肠道是一个复杂的生态系统,其中各组分如肠道菌群、免疫系统和病原体之间相互调节,对于维持肠道稳态意义重大。肠道寄生虫与微生物群落相互作用,改变宿主和肠道菌群之间的平衡;同时,肠道菌群可影响寄生虫的感染与活力。本文综述了蠕虫感染与肠道菌群之间的相互作用,以期为蠕虫病的治疗及蠕虫疗法提供参考。     

肠道菌群与大脑相互作用的研究进展

定植于宿主肠道中的微生物参与了宿主多种生理功能以及相关疾病的发生。一个新的医学研究热点在近年内逐渐被关注,肠道菌群可通过主要由神经—内分泌介导的肠‒脑轴（gut-brain axis,GBA）与大脑进行双向式交流。GBA不仅实现了肠道菌群对大脑发育和功能的影响,也促使大脑对肠道菌群结构和多样性的改变成为可能。本文旨在对肠道菌群与大脑相互作用的研究进展作一综述,以期为肠道和大脑功能领域的研究以及重要相关疾病的治疗策略提供理论依据。     

肠道菌群与宿主关系解析及肠道菌群调控/合成研究进展

肠道菌群和宿主健康之间有着密切的关系,其与宿主之间存在着复杂的相互作用,如菌群及其代谢产物与免疫系统的互作、脑-肠轴、肺-肠轴等.肠道菌群紊乱与多种疾病的发生和发展存在相关性,且部分微生物菌株与一些疾病的发生存在着因果关系.肠道菌群还会影响药物代谢,个体差异的肠道菌群使得不同个体对于同种药物的代谢具有很大差别;解析个体肠道菌群的状态及其与宿主之间的关系是实施个性化精准诊疗的重要环节.肠道菌群具有可塑性,通过饮食调控、益生菌/益生元/合生元补充、粪菌移植等干预手段可以使肠道菌群处于健康状态,应用肠道菌群编辑和合成肠道微生物组等新技术调控、合成肠道菌群的研究已有报道.目前,利用合成生物学等方法调控肠道菌群已成为改善和治疗疾病的有效方法之一.本文综述了肠道菌群与人体等宿主的相互作用、肠道菌群与部分疾病的相关性和因果性,以及通过肠道菌群调控改善人体健康状态的策略,展望了微生物组学和合成生物学在肠道菌群调控与合成方面的应用.     

肠道菌群与肾脏疾病相关性研究进展

人体是一个有机的整体,不同系统之间存在着相互影响。近年来,随着科学的不断发展,肠道菌群与人体健康的关系也逐渐受到重视。肠道菌群虽然居住于肠道,但其作用已经不仅仅局限于消化系统。通过对人体代谢和免疫功能的影响,肠道菌群对人体产生的作用是全身性的。肾脏是体内代谢产物排泄的主要器官,也是免疫复合物沉积的重要部位。因此,肠道菌群在肾脏疾病发展和治疗中都起着至关重要的作用。现如今,两者的关系已经成为科学研究的热点话题。本文总结了近5年的文献,从中西医的角度,针对肠道菌群与肾脏疾病之间的相互关系作一综述。     

肠道菌群影响宿主肥胖的研究进展

越来越多的研究结果表明,肠道菌群与宿主消化、呼吸、内分泌、心血管、神经等系统发生的疾病密切相关。目前,全世界患肥胖和Ⅱ型糖尿病的人逐渐增多。肠道菌群的平衡有利于维持宿主正常的能量代谢过程,而肠道菌群失调使机体产生慢性炎症反应及胰岛素抵抗,从而导致肥胖和Ⅱ型糖尿病等代谢性疾病的发生。本文综述了肠道菌群影响肥胖的机制,以及通过调控肠道菌群改善肥胖的方法。     

肠道菌群与中草药有效成分代谢

近年来,肠道菌群与中药有效成分代谢已成为众多学者研究的热点,本研究综述了肠道菌群对中药有效成分代谢转化、吸收利用的研究概括,以及中草药对肠道菌群的调理作用。     

松果体昼夜节律生物钟分子机制的研究进展

在各种非哺乳类脊椎动物中 ,松果体起着中枢昼夜节律振荡器的作用。近来 ,在鸟类松果体中相继发现了几种钟基因 ,如Per、Cry、Clock和Bmal等 ,其表达的时间变化规律与哺乳类视交叉上核 (SCN)的非常相似。钟的振荡由其自身调控反馈环路的转录和翻译组成 ,鸟类松果体和哺乳类SCN似乎具有共同的钟振荡基本分子构架 ;若干钟基因产物作为正向或负向调节子影响钟的振荡 ;昼夜性的控时机制同时也需要翻译后事件的参与。这些过程对钟振荡器的稳定性和 /或钟导引的光输入通路有着重要的调控作用     

Role of the microbiota in circadian rhythms of the host

ABSTRACT

Life for meta-organisms is based on a strong relationship between gut bacteria and body cells. This review summarizes to what extent the microbiota can influence host circadian rhythms via a literature review on the topic. The results show that microbiota can influence the host’s circadian gene expression through direct interactions via immunoreceptors and microbiota-derived metabolites, especially in peripheral tissues. Noteworthy metabolites that are only attributable to the microbiota are short-chain fatty acids and unconjugated bile acids. The microbiota also serves as a mediator for the interplay between the host’s diet and circadian rhythmicity. This work furthermore displays that the microbiota is subject to diurnal variations in terms of structure and function and that the host and the host’s diet influence these fluctuations. As most of these results originate in mouse models, we hope this work stimulates further research in human derived tissue to verify these conclusions.     

肠道菌群在中药代谢中的作用

近年来,中药在疾病防治方面所发挥的巨大作用受到了广泛认可。科学合理地解释中药的作用机制将有助于提高其利用价值。越来越多的证据表明肠道菌群在中药治疗中起着至关重要的作用,是打开我国中医药宝库的一把钥匙。肠道菌群在中药成分代谢过程中发挥着复杂的作用：一方面,人类肠道菌群通过编码多种活性酶,促进了中药组分中的非碳水化合物小分子与碳水化合物在肠道中的代谢过程;另一方面,经肠道菌群代谢转化后产生的中药产物具有多种药理作用。因此,在未来中药研究中应更多地考虑肠道微生态因素,这有助于为中药的药理作用机制研究奠定新的科学基础。     

结直肠癌与肠道菌群

肠道是集消化、吸收、内分泌、免疫、屏障等功能为一体的重要器官,肠道菌群的结构和功能与人体的健康、疾病的发生发展及机体的快速康复息息相关。结直肠癌变是个逐步发生发展的过程,从局部炎性反应、腺瘤、癌前病变到恶化的过程可达数年甚至数十年之久。结肠癌早期临床症状不明显且潜伏期较长,容易造成漏诊和误诊,贻误最佳治疗时机。近年来,国内外多项研究显示大肠埃希菌、粪肠球菌、脆弱拟杆菌、解没食子酸链球菌、具核梭杆菌等细菌与结直肠癌的发生发展关系密切,这为我们从另外一个角度来进行结直肠癌早期诊断提供了新思路和新途径。     

肠道菌群与肥胖关系的研究进展

西方化的高脂饮食方式造成了越来越多的肥胖人群。高脂饮食在一定程度上可以改变肠道菌群的结构组成和功能,促进宿主对食物营养的吸收,从而增加体重形成肥胖。高脂饮食诱导的肥胖者肠道菌群的改变会导致宿主能量吸收增加,肠道通透性和炎症增加,而有减肥功能的短链脂肪酸合成能力下降。最近研究发现肠道菌群也可以通过影响中枢神经系统,尤其是下丘脑相关基因的表达来控制食欲,从而调控肥胖的形成。本文系统介绍了最近几年高脂饮食诱导肥胖的研究,总结了一些与肥胖形成有密切关系的肠道菌群以及其在肥胖形成中的作用机制,为进一步研究肠道菌群与肥胖之间的调控作用奠定了基础。最后总结了肠道菌群可以作为一个预防和治疗肥胖的有效靶点,可以通过在食物中添加有益菌或者通过菌群移植来治疗肥胖。     

山西省健康人群的肠道菌群组成特征

目的探索山西省健康人群的肠道菌群组成特征及性别和年龄对肠道菌群组成的影响。方法应用16S rRNA基因测序技术,对山西省99名健康个体的粪便细菌DNA进行测序分析。结果山西省健康人群的肠道菌群在属水平分为两个集群,相对丰度最高的分别是拟杆菌属和普氏菌属;在区分这两个集群中,拟杆菌属与普氏菌属的曲线下面积（AUC）分别是0.97、1.00。男性组与女性组的物种丰富度（richness）和多样性（diversity）差异都无统计学意义（均P>0.05）,基于Bray-Curtis距离的主坐标分析（PCoA）图显示两组人群的样本分布没有明显分离（相似性分析：r=-0.0296,P>0.05）,LEfSe分析显示与性别分组有关的细菌很少。30-39岁、40-49岁和50-59岁三组人群的物种丰富度和多样性差异都无统计学意义（均P>0.05）,基于Bray-Curtis距离的PCoA图显示三组人群的样本分布没有明显分离（相似性分析：r=0.0109,P>0.05）,LEfSe分析显示几乎没有与年龄分组有关的细菌。结论山西省健康人群的肠道菌群更倾向分为两种肠型（拟杆菌型和普氏菌型）。性别对肠道菌群组成可能没有显著影响,30-59岁人群的肠道菌群组成比较稳定     

Comparison of the circadian eclosion rhythm between non-diapause and diapause pupae in the onion fly,Delia antiqua

The influence of pupal diapause on adult eclosion rhythm of Delia antiqua was investigated. When non-diapause and diapause pupae were exposed to various photoperiods at 15, 20 and 25 °C, both of them emerged as adults close to the light-on time, but the phase of eclosion varied with photoperiod and temperature. Moreover, there was a significant difference in the eclosion time between non-diapause and diapause pupae; the eclosion peak of diapause pupae was earlier than that of non-diapause pupae. When non-diapause and diapause pupae were transferred to constant darkness (DD) after having experienced LD 12:12 at 15, 20 and 25 °C, both showed circadian rhythmicity in eclosion. Although the free-running period (τ) decreased slightly as temperature increased in both non-diapause and diapause pupae, the latter tended to show shorter τ than the former. This observation suggests that the observed difference in eclosion time in LD cycles between non-diapause and diapause pupae is due to differences in τ.     

人类肠道菌群与疾病关系的元基因组学研究进展

人体的生理健康除受自身基因的调控外,还受到肠道菌群的影响。人体肠道内的细菌有1 000～1 150种,其中160种为优势菌种,存在不同类型的生态学相互作用。肠道细菌的300多万个基因被视为人类的"第二基因组",在正常人体健康状态下,肠道微生物种群处于平衡状态,而在宿主患病期,菌群失调或紊乱。采用元基因组学研究能在更高更复杂层次上揭示肠道菌群之间的生命运动规律。本文系统综述了元基因组学对肠道菌群与肥胖、糖尿病、炎症性肠病等疾病之间关系的研究进展。