肠道菌群代谢产物在鼠伤寒沙门菌感染中的作用研究进展

人和动物肠道内生存着多种多样的微生物群体,它们与宿主共同进化,对宿主的健康至关重要。肠道菌群可以发酵宿主难以消化的复杂碳水化合物,为宿主肠道细胞提供能量,同时其代谢产物对肠道病原菌沙门菌的感染产生着重要影响。正常情况下,肠道菌群代谢产物如丁酸与丙酸可以抑制沙门菌在肠道中的定植或者毒力基因的表达,而在肠道菌群受到扰乱时,其代谢的琥珀酸盐和1,2-丙二醇等物质却能促进沙门菌增殖。近年来,越来越多的研究揭示了肠道菌群代谢产物对沙门菌感染的影响。本综述通过总结近年来关于鼠伤寒沙门菌入侵时肠道菌群代谢产物改变的研究,综合阐述了肠道菌群代谢产物影响沙门菌感染的机制。     

肠道菌群-肠-脑-肌轴信号交流的研究进展

肠道菌群及其代谢产物在老年神经退行性疾病、胃肠道疾病以及肌肉骨骼系统性疾病的发病与康复中的作用越来越受到关注。肠道菌群及其代谢产物可通过免疫、内分泌和神经系统等多种途径调节大脑神经或肌肉骨骼系统功能;反之,肠道、大脑或肌肉骨骼系统也可通过炎症、代谢或线粒体通路作用于肠道系统,调节肠道菌群微生态,形成肠道菌群与肠-脑、肠-肌、 肠-脑-肌之间的双向信号交流机制,从而影响机体健康。因此,本综述总结了肠道菌群如何通过代谢产物、肠道通透性和免疫-神经通路建立起肠-脑-肌之间的相互联系,为促进大脑神经的可塑性和改善肌肉健康提供新思路。     

基于调节肠道菌群的功能性低聚糖改善肥胖的研究进展

肥胖是机体脂肪积聚过多的一种典型的能量过剩疾病,是导致2型糖尿病和心血管疾病等一系列代谢性疾病的主要原因之一,已成为威胁全球健康的重大公共卫生问题。肠道菌群作为机体能量代谢调控的重要参与者,在肥胖及相关代谢性疾病的发生发展中起着关键作用,通过饮食干预调节肠道菌群,进而改善机体健康状况将是未来的研究热点之一。已有研究表明,功能性低聚糖作为一类典型的新型益生元,可调节肠道菌群结构及其代谢产物的水平,影响机体能量代谢过程,改善肥胖及相关代谢性疾病。本文主要对肠道菌群在肥胖中的潜在作用机制,以及常见功能性低聚糖调节肠道菌群改善肥胖的作用效果进行综述,以期为通过靶向肠道菌群精准干预肥胖及相关代谢性疾病提供一些新的潜在防治策略。     

产琥珀酸放线杆菌发酵生产琥珀酸的研究进展

近年来,因瘤胃微生物产琥珀酸放线杆菌Actinobacillus succinogenes具有高的琥珀酸产量,并能够利用多种碳源进行发酵等优点,在利用发酵法生产琥珀酸领域具有广泛的应用前景和商业化价值,因而其代谢途径和发酵工艺等基础研究成为国内外研发的热点。近年来,人们在产琥珀酸放线杆菌的代谢途径、琥珀酸发酵动力学模型、新型经济培养基以及高产菌株选育等方面的研究取得了很大进展,对研发琥珀酸发酵工艺、降低生产成本和节能减耗等具有重要的理论意义。     

机体胆汁酸肠-肝轴的研究进展

机体肠道与肝脏间的交互作用形成肠-肝轴,后者的紊乱是肝脏疾病发生的重要原因,而良好的肠道稳态和肝脏的保护对维持机体内环境的稳定起着重要作用。胆汁酸(胆盐)作为肠-肝轴循环中的重要组成成分,不仅参与了机体营养物质的消化代谢,还作为一种信号分子和代谢调节因子,能够激活核受体和G蛋白偶联受体(GPCR)信号通路参与调节肝脏脂质、葡萄糖和能量平衡,维持机体代谢平衡。本文将结合近年来有关胆汁酸的研究进展,从胆汁酸的来源、在肠-肝轴中的循环以及胆汁酸在机体中的作用等方面进行综述,以加深对肠-肝轴重要性的理解。     

雌激素神经保护作用机制:线粒体功能的调节

大量研究表明雌激素具有神经保护作用,但其机制尚不清楚。近年来研究提示,雌激素的神经保护作用与线粒体有着密切联系。线粒体是细胞内能量和活性氧自由基(ROS)的主要来源,对细胞内信号转导、细胞存活与死亡调节等具有十分重要的影响。在生理和病理条件下,雌激素可多方面调节线粒体功能,包括影响ATP与ROS的生成、稳定线粒体膜电位、维护细胞内钙稳态,以及调节线粒体基因和蛋白表达等。本文主要从线粒体角度综述了雌激素神经保护作用及其机制。     

AMPK对线粒体功能的调节

5’单磷酸腺苷活化蛋白激酶（AMP—activated protein kinase,AMPK）是细胞的能量感受器,调节细胞能量代谢,在正常细胞和癌细胞中均发挥重要的生物功能,它的激活有助于纠正代谢紊乱,使细胞代谢趋向生理平衡。在细胞应急反应中,细胞感受到能量危机,ATP浓度下降,AMP浓度上升,细胞内AMP／ATP比例上升,AMPK被激活：而在病理状态下,如代谢综合征、肿瘤等,常伴随能量代谢紊乱和AMPK激活抑制,因此,AMPK被视为治疗代谢性疾病与肿瘤的潜在作用靶点。然而,AMPK对能量代谢的调节与线粒体的功能密不可分,线粒体作为细胞的能量工厂,在健康与疾病中也发挥着重要的作用。越来越多的研究表明,线粒体能影响AMPK的活性,同时AMPK也通过多方面对线粒体进行调节,线粒体相关疾病与AMPK的调节有着密切的关系。该文主要针对AMPK是如何对线粒体的合成、线粒体自噬、内源性凋亡及线粒体相关疾病等方面进行综述。     

哺乳动物肠道微生物与碳水化合物的互作及其影响

肠道微生物具有调节宿主营养、免疫以及能量代谢等生理功能。饮食是影响哺乳动物的肠道微生物的一个重要因素。碳水化合物是哺乳动物食物能量的主要来源,因此研究肠道微生物与碳水化合物的代谢之间的关系及其影响具有重要意义。基于近年相关研究,本文从碳水化合物对肠道微生物组成的影响、肠道微生物对碳水化合物的代谢机制以及碳水化合物发酵产物短链脂肪酸对宿主的影响3个方面进行了综述。研究表明,肠道微生物可用于发酵的碳水化合物类型主要是抗性淀粉和非淀粉多糖;不同类型的碳水化合物会导致肠道菌群发生适应性变化;复杂多糖发酵产生的短链脂肪酸在调节宿主能量平衡和免疫应答方面发挥了重要作用。总结近年来相关研究,可加深对肠道菌群对宿主碳水化合物代谢贡献的理解,为哺乳动物机体健康状况的营养调控策略提供参考。     

运动调控肠道菌群防治肌少症的作用与机制

肌少症是一种与年龄相关的骨骼肌质量、力量和功能丧失的衰老性综合征。肠道菌群及其代谢物在肌少症的发生发展中扮演重要角色，肠道菌群失调会导致骨骼肌炎性细胞因子表达上调、胰岛素抵抗、线粒体功能障碍及加速肌细胞凋亡进而加快肌肉衰老。研究表明，运动能作为有效改善肠道菌群的非药物干预手段，会影响肠道微生物区系多样性(例如提高颤螺菌属和环状螺旋菌属的表达以及增加肠道菌群α、β多样性的相对丰度等),改善肠道菌群稳态。新近研究表明，运动能通过调节肠道菌群抑制炎症反应、维持肌肉蛋白质合成代谢、改善线粒体功能障碍和改善胰岛素敏感性等途径在肌少症的防治中发挥有益效应。该文详细阐述了肠道菌群对肌少症中的诊疗作用及其机制，并围绕不同运动形式对肠道菌群的影响，以及以肠道菌群为靶点进行运动干预防治肌少症的生物学机制进行深入探讨，旨在为肌少症疾病的防治提供科学依据。     

琥珀酸发酵研究进展*

琥珀酸在化工和食品行业应用广泛。与传统化学方法相比,微生物发酵法生产琥珀酸具有诸多优点：生产成本具有竞争力;利用可再生的农业资源包括二氧化碳作为原料,避免了对石化原料的依赖;减少了化学合成工艺对环境的污染。主要介绍产琥珀酸微生物的来源和育种,代谢途径和发酵调控机制以及产品回收工艺的进展。     

线粒体自噬与人类疾病

线粒体在生物体的新陈代谢中起着非常重要的作用,不仅为代谢活动提供能量,还可以产生具有信号传递和基因调节作用的活性氧．线粒体发生功能障碍或损坏都可能造成严重的后果,甚至导致细胞死亡．受损线粒体通常通过线粒体自噬降解,研究发现线粒体自噬紊乱与多种疾病发生有关．本文阐述了线粒体自噬的调节机制和介导途径,详细论述了近年来线粒体自噬在神经退行性疾病、心脏病及肿瘤中的作用,总结指出线粒体自噬的两面性,即一方面正常范围内的线粒体自噬可以维持人体细胞的正常生理机能,另一方面,线粒体自噬水平过高和过低都会引发疾病．     

大肠杆菌产琥珀酸基因工程研究进展

生物合成琥珀酸摆脱了对不可再生战略资源石油的依赖,以其社会、经济和环境效益展现出良好的发展前景。野生型大肠杆菌的琥珀酸生产强度难以满足生物合成琥珀酸工业化的要求,但遗传背景清楚,容易改造。近年来,人们深入研究了大肠杆菌的琥珀酸代谢途径,通过强化大肠杆菌琥珀酸合成途径、抑制琥珀酸旁路代谢途径、构建产琥珀酸乙醛酸循环和有氧生产体系等多种基因工程策略,对大肠杆菌进行菌株改造和代谢进化筛选,提高了琥珀酸产量。综述了大肠杆菌产琥珀酸的基因工程研究进展。     

猪肠道微生物与机体脂质代谢研究进展

肠道微生物在调控宿主脂质代谢中发挥重要作用.猪是一种易沉积脂肪的动物,但其很少发生代谢性疾病,其肠道核心菌群及代谢产物被认为是主导该生理现象的原因之一.本文系统综述了猪肠道微生物与脂质代谢的关系,分析了微生物代谢产物包括短链脂肪酸、胆碱代谢物和胆汁酸等对脂质代谢影响作用,以期洞悉肠道微生物调控宿主脂质代谢的潜在机制.旨在为猪生产中机体脂质沉积调控提供思路,为人类脂质代谢紊乱所引起的代谢性疾病研究提供可用模型和借鉴.     

2型糖尿病肠道菌群研究进展

2型糖尿病是一种常见的慢性消耗性疾病,其发病机制十分复杂,流行病学研究表明,肥胖、高热量饮食、体力活动不足及年龄增大是2型糖尿病最主要的环境因素。它是一种以胰岛素抵抗和胰岛素分泌不足为特征的代谢性疾病。肠道菌群作为进入人体的一个重要环境因素,肠道微生物的菌群变化影响宿主能量物质的吸收,调节肠道的分泌功能和非特异性免疫功能,从营养、代谢、疾病等各方面与我们生命活动相关。肠道菌群已成为我们身体的一部分,影响宿主的免疫,在肥胖、糖尿病、代谢综合征等疾病中都具有非常重要的作用。     

系统代谢工程改造树干毕赤酵母生产琥珀酸

为提高树干毕赤酵母发酵生产琥珀酸的产量,借助基因组规模代谢网络模型iTL885获得琥珀酸合成的最佳代谢途径为扩增icl1基因和敲除sdh1基因。在此基础上,借助代谢工程策略构建过量表达异柠檬酸裂解酶基因icl1的重组菌株FPLicl、缺失琥珀酸脱氢酶基因sdh1的重组菌株FPLΔsdh和缺失sdh1基因同时过量表达icl1基因的重组菌株FPLΔsdh-icl。结果表明:3株重组菌的异柠檬酸裂解酶活性由0.33 U/mg分别增加为1.6、5.6和6.6U/mg;而琥珀酸脱氢酶活性则从13.8 U/mg分别降为10.7、0.3和0.3 U/mg。在以木糖为C源的培养基中,3株重组菌生产琥珀酸的能力分别是0.30、1.20和1.60 g/L。     

肥胖状态下脂肪组织线粒体功能紊乱与运动调控

线粒体在包括脂肪组织在内的新陈代谢器官中扮演重要角色。脂肪组织包括白色脂肪组织(white adipose tissue, WAT)和棕色脂肪组织(brown adipose tissue, BAT),这两种组织功能相反。白色脂肪组织储存多余的能量,棕色脂肪组织则通过线粒体进行非颤栗性产热来消耗能量。在受到寒冷时、β-肾上腺素能受体激动剂或运动刺激时,白色脂肪组织棕色化形成形态与功能类似棕色脂肪细胞的米色脂肪细胞。在脂肪细胞中,线粒体调节脂肪细胞分化、脂质稳态、支链氨基酸代谢、产热作用以及白色脂肪组织棕色化,因此高活性的线粒体对于脂肪细胞的功能至关重要。研究表明,脂肪组织线粒体功能障碍与肥胖和2型糖尿病等代谢性疾病高度相关。肥胖时线粒体功能紊乱,表现为线粒体生物合成和活性降低、活性氧产生过量以及自噬增加,从而对脂肪组织功能产生不利影响。因此,调节脂肪组织线粒体功能的干预措施将有助于治疗肥胖。研究发现,运动是预防和改善肥胖的重要方法,通过增加线粒体生物合成和活性,改善脂肪组织氧化应激并抑制自噬,从而促进机体代谢。本文深入探讨了脂肪组织线粒体的功能、线粒体紊乱的表现形式以及运动的调控效应,将加深对运动减肥的理解与认识,同时为肥胖症的治疗提供新的方向和思路。     

肠道菌群与高血压及其危险因素研究进展及问题探讨

高血压是目前最常见的心血管疾病之一，已成为全球范围内的公共卫生问题。众所周知，维持血压稳态是一个复杂的过程，高血压是一种受多种因素影响的疾病，主要受遗传和环境因素影响。核酸测序揭示肠道菌群所包含的基因是人类基因的100多倍，这些基因产生的激素、神经递质和炎症分子可以进入宿主循环而影响宿主生理变化。目前越来越多的研究表明肠道菌群及其代谢产物能影响机体的代谢、免疫和内环境稳态等，从而在高血压发病机制中起主要作用。因此，通过调节肠道菌群及其代谢产物可作为治疗高血压的新策略。     

基于肠道微生态探讨黄连素在代谢性疾病中的抗炎作用

肠道菌群与能量代谢密切相关,其组成和代谢紊乱可通过多种途径导致胰岛素抵抗,肥胖和2型糖尿病。黄连素因具有减重、降糖、调脂等作用被广泛用于肥胖、2型糖尿病及非酒精性脂肪性肝病等代谢性疾病的辅助治疗;研究表明,黄连素可调节肠道菌群的组成和代谢,改善肠道微生态环境,从而改善胰岛素抵抗和代谢。本文综述了黄连素通过肠道菌群-炎症轴在干预代谢性疾病的研究进展,以期为代谢性疾病的治疗寻找新的策略,并为今后该领域的深入研究提供指导意义。     

肠道微生物与线粒体之间的互作

肠道微生物与肠道细胞线粒体功能之间的关系十分密切。一方面,肠道微生物可直接或通过短链脂肪酸、硫化氢和一氧化氮等代谢产物间接影响与线粒体相关的能量代谢过程,调节线粒体活性氧的产生,调控线粒体甚至整个机体的免疫反应。另一方面,肠道细胞线粒体功能紊乱和基因组的遗传变异也会影响肠道微生物的组成和功能。本文主要介绍了肠道微生物和线粒体之间的互作关系的最新研究进展,为靶向作用于肠道菌群和线粒体以调节肠道健康提供理论依据。     

肠道微生物对疾病发生发展和中药代谢的影响

人类肠道中寄生着数以万亿计的以细菌为主的微生物,它们组成了一个庞大的生物反应器,由饮食营养推动进而产生大量的生物活性物质。肠道微生物及其代谢产物通过多种途径作用于其他器官,使得肠道微生物与宿主的大脑、肝脏、肺脏、新陈代谢、免疫系统、激素系统等联系起来。微生物-宿主的交流对维持人体健康至关重要。最近研究发现肠道菌群与神经退行性疾病、炎症性疾病、肥胖、行为异常及神经发育等有关。同时,肠道微生物还对药物代谢产生重要影响,为阐释中药作用机制提供了新的途径。