从肠道菌群角度认识阿尔茨海默病的潜在发病机制

过去10年中,人们逐渐认识到肠道微生物群的多样性及菌群平衡在维护宿主健康中发挥的作用。肠道微生物及其代谢产物通过一系列的生化、免疫和生理功能环节与宿主进行交流,从而影响宿主的稳态和健康。阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种复杂的神经退行性疾病,其易感性和发展过程受年龄、遗传和表观遗传等因素的影响。研究发现,肠道微生物群的紊乱(组成改变和易位)与神经系统疾病(AD)有关,胃肠道通过肠脑轴与中枢神经系统进行沟通,包括对神经的直接作用、内分泌途径和免疫调控方式。动物模型、粪便菌群移植及益生菌干预为肠道菌群与AD的相关性提供了证据。外漏的细菌代谢产物可能直接损害神经元功能,也可能诱发神经炎症,促进AD的发病。本文主要综述了肠道微生物群与AD的关联和作用机制,以期为通过改善肠道菌群结构预防AD的可能干预措施提供依据。     

蜜蜂肠道菌群定殖研究进展

肠道菌群在其宿主健康中发挥着各种各样的重要功能。蜜蜂是高度社会化的昆虫,其肠道菌群与大多数昆虫明显不同,由兼性厌氧和微好氧的细菌组成,具有高度保守性和专门的核心肠道微生物群。近年来的研究表明,蜜蜂肠道微生物群在代谢、免疫功能、生长发育以及保护机体免受病原体侵袭等方面起着重要作用,并已证实肠道微生物在蜜蜂健康和疾病中起着重要作用,肠道微生物群的破坏对蜜蜂健康会产生不利影响。本文综述了蜜蜂肠道菌群的特征及菌群定殖研究进展,介绍了蜜蜂的日龄、群体、季节等对蜜蜂肠道菌群定殖的影响,探讨了宿主的功能和新陈代谢对肠道菌群的影响。     

The gut microbiota and its interactions with cardiovascular disease

The intestine is colonized by a considerable community of microorganisms that cohabits within the host and plays a critical role in maintaining host homeostasis. Recently, accumulating evidence has revealed that the gut microbial ecology plays a pivotal role in the occurrence and development of cardiovascular disease (CVD). Moreover, the effects of imbalances in microbe–host interactions on homeostasis can lead to the progression of CVD. Alterations in the composition of gut flora and disruptions in gut microbial metabolism are implicated in the pathogenesis of CVD. Furthermore, the gut microbiota functions like an endocrine organ that produces bioactive metabolites, including trimethylamine/trimethylamine N-oxide, short-chain fatty acids and bile acids, which are also involved in host health and disease via numerous pathways. Thus, the gut microbiota and its metabolic pathways have attracted growing attention as a therapeutic target for CVD treatment. The fundamental purpose of this review was to summarize recent studies that have illustrated the complex interactions between the gut microbiota, their metabolites and the development of common CVD, as well as the effects of gut dysbiosis on CVD risk factors. Moreover, we systematically discuss the normal physiology of gut microbiota and potential therapeutic strategies targeting gut microbiota to prevent and treat CVD.     

昆虫肠-脑轴的研究进展

肠-脑轴是大脑和肠道神经系统双向联系的通道,近年来关于肠道微生物与宿主的神经生理和行为之间关系的研究快速增长,成为学科领域研究热点和发展方向之一。肠-脑轴调控昆虫多种行为和生理功能,昆虫的生长发育、繁殖等都与肠道菌密不可分。本文综述了肠道微生物对昆虫觅食、运动、交配、攻击、学习和记忆行为以及社会性行为的影响,并且概述了以昆虫为模型,对肠-脑轴与人类神经性疾病相关性研究的进展。     

宿主遗传因素对肠道菌群的影响

随着高通量测序技术的发展,人们逐渐认识到肠道菌群与人类的健康和疾病密切相关,并发现肠道菌群受很多因素的影响。除了研究传统饮食和药物对肠道菌群的改变外,近年来,科学家也开始注重遗传因素在塑造肠道菌群中的作用。遗传因素可决定宿主的饮食偏好、肠道的生理结构、肠道屏障功能和免疫功能等,而这些都直接与肠道菌群相互作用,参与肠道微生态平衡的构建和稳定。因此,在研究肠道菌群与疾病发生相关性的过程中也需要考虑遗传因素的重要性。随着基因敲除、无菌小鼠和菌群移植等实验技术的革新,以及主成分分析、数量性状基因座和全基因组关联性分析等大数据分析手段的提高,科学家能够深入研究宿主遗传基因与肠道菌群之间的关联性,从而证明宿主遗传基因在塑造肠道微生态的过程中具有重要作用。本文将首先简述肠道菌群与疾病发生之间可能存在的联系,然后从多方面综述遗传因素对肠道菌群的影响及主要的研究进展,从而为今后该领域的深入研究提供重要的指导,也为今后预防和治疗疾病提供新思路和新方法。     

肠道菌群与心血管疾病关系研究进展

近年来,越来越多的研究表明肠道菌群在心血管疾病、2型糖尿病、肥胖等疾病的发病过程中起着主要作用,肠道菌群组成改变以及肠道菌群代谢物水平改变是导致疾病发生发展的重要因素,人们对肠道菌群与宿主之间的相互作用产生极大兴趣。本文系统总结了肠道菌群组成结构改变及肠道菌群代谢物改变与动脉粥样硬化、高血压、心肌梗死、心力衰竭等心血管疾病的相关性,阐明了肠道菌群可能是促进心血管疾病发病的原因之一。因此,通过改变饮食结构和使用抗生素、益生菌制剂及肠道菌群代谢物氧化三甲胺(TMAO)小分子抑制剂,来调控肠道菌群组成及代谢物水平有望作为心血管疾病治疗的新靶点。     

肠道菌群与神经精神疾病

人体肠道中存在着数量庞大和种类繁多的细菌,这些细菌及其代谢产物在代谢、免疫、内分泌、神经等方面起着重要作用,对于人类的健康有着重要影响。近年来越来越多的研究表明,正常的肠道菌群在维持大脑的发育与功能方面扮演着重要角色,而肠道菌群的失调与一些神经精神疾病密切相关,例如帕金森症、多发性硬化、抑郁、自闭症等。本文就肠道菌群与神经精神疾病的关系作一综述。     

肠道菌群失衡与乳糜泻:重要性及可能机制

乳糜泻(Celiac disease,CeD)是基因易感人群摄入麸质后所发生的一种自身免疫性肠道疾病.越来越多证据表明,"第二人类基因组"——肠道菌群参与了CeD的发生与发展.相对于健康人群,CeD患者的肠道菌群多样性虽然增高,但有益菌减少,促炎细菌增多,并伴随菌群功能及代谢状态的改变.然而,这种菌群失衡是如何发生的,...     

肠道微生物对肥胖影响

肠道微生物是哺乳动物最密集的微生物群落,也是最多样化的微生物群落之一。随着宏基因组学的不断发展,肠道微生物成为热门的研究领域。肠道微生物具有保护和代谢等功能,在胰岛素抵抗和肥胖等疾病中发挥重要作用。本文介绍了肠道微生物及其代谢物通过调节食欲、神经递质合成分泌、炎性反应进而调节肥胖,探讨了肠道微生物的影响因素,展望了肠道微生物对治疗人类肥胖的应用前景。     

基于屏障通透性探讨微生物在母子心理应激传递中的作用

微生物在抑郁症、自闭症等心理应激性疾病中发挥重要作用,且能在母-子间传递。在母子应激传递中,肠黏膜屏障和血脑屏障通透性的增加,使肠道微生物通过肠-脑轴和心理应激关联起来,而胎盘屏障通透性的增加,使母子肠道微生物传递在胎儿发育期发挥作用,从而影响子代情志和认知发育。心理应激对屏障通透性的影响可能通过两方面发挥作用：（1）神经体液因素;（2）菌群失调。基于屏障通透性的改变,肠道微生物参与了HPA轴激活及母子间应激传递过程的各个环节,可能是干扰胎盘屏障通透性改变的始发因素。探讨微生物在母子心理应激传递中的作用,可通过改善肠道微生物,将疾病消灭在起始阶段,对优生优育、减少成年期疾病的发生以及提高家庭幸福指数均具有重要意义。     

肠道菌群与精神分裂症的研究进展

精神分裂症是一种精神障碍疾病。除了遗传因素外,一些环境因素也参与了精神分裂症的发生,肠道微生物群是近年来发现的主要影响因素之一。研究表明,精神分裂症患者肠道菌群普遍发生了紊乱,肠道菌群通过肠-脑轴影响神经功能和疾病。肠道菌群可以通过影响神经系统发育、免疫和代谢功能来诱导精神分裂症的发生,肠道菌群可能是精神分裂症防治的有效靶点,调节肠道菌群可能是防治精神分裂症的一种潜在方法。本文就精神分裂症的易感因素、肠道菌群在精神分裂症中的作用、机制以及防治策略等方面的研究进展进行综述。     

模式动物在共生微生物研究中的作用

共生微生物是一类定殖于宿主体表或体内, 可执行宿主本身无法完成的功能, 并依赖于宿主所提供的生长环境的微生物。众多研究表明, 人体肠道共生微生物与免疫、营养、代谢, 甚至精神健康等生理功能密切相关, 是重要的“微生物器官”。在早期的肠道微生物研究中, 模式动物就已经作为研究工具被使用。随着肠道微生物研究的不断深入, 模式动物作为不可替代的研究对象发挥了越来越重要的作用。本综述主要对几种重要的模式动物如斑马鱼(Danio rerio)、小鼠(Mus musculus)、猪(Sus scrofa domesticus)和猕猴(Macaca mulatta)在肠道微生物研究中的应用进行了总结, 介绍了各种模式动物的发展过程及特点, 各自在应用于研究时的优缺点, 以及利用这些动物模型在共生微生物领域所取得的一些标志性的科研成果。同时, 也就近年来在共生微生物领域新兴的一些模式生物如蜜蜂(Apis)、果蝇(Drosophila)、秀丽隐杆线虫(Caenorhabditis elegans)等进行了一些探讨。旨在让该领域的研究者们了解模式动物与人体在共生微生物方面的异同, 为更好地利用这一研究工具提供参考。     

膳食脂肪、肠道微生物与宿主健康的研究进展

作为三大主要营养物质之一,膳食脂肪为人体提供能量和营养。膳食脂肪摄入不当会破坏肠道微生物的稳态,影响宿主的代谢状况,增加慢性疾病发生的风险。建立疾病动物模型是研究肠道微生物与宿主健康的重要手段。文中综述了膳食脂质的数量和种类、肠道微生物和宿主代谢之间的相互作用及其可能的作用机制,阐述了基于不同的疾病动物模型,膳食脂质影响肠道微生物的结构和功能,以及对宿主代谢的调节,为深入了解膳食脂质、肠道微生态和宿主健康三者之间的关系提供了依据。     

Importance of microbial colonization of the gut in early life to the development of immunity

The mammalian gastrointestinal tract harbors a complex microbiota consisting of between 500 and 1000 distinct microbial species. Comparative studies based on the germ-free gut have provided clear evidence that the gut microbiota is instrumental in promoting the development of both the gut and systemic immune systems. Early microbial exposure of the gut is thought to dramatically reduce the incidence of inflammatory, autoimmune and atopic diseases further fuelling the scientific viewpoint, that microbial colonization plays an important role in regulating and fine-tuning the immune system throughout life. Recent molecular diversity studies have provided additional evidence that the human gut microbiota is compositionally altered in individuals suffering from inflammatory bowel disorders, suggesting that specific bacterial species are important to maintaining immunological balance and health. New and exciting insights into how gut bacteria modulate the mammalian immune system are emerging. However, much remains to be elucidated about how commensal bacteria influence the function of cells of both the innate and adaptive immune systems in health and disease.     

肠道微生物培养的研究进展及应用

肠道中栖居着组成复杂、功能多样的微生物群,这些微生物群在宿主免疫、营养吸收、代谢调节等方面发挥着重要作用。随着测序技术的快速发展,肠道微生物研究通过16S rRNA基因测序和宏基因组测序产生了大量的数据,其中许多未组装的序列成为微生物“暗物质”。近年来,不少研究利用多种不同微生物分离培养方法,结合高通量鉴定技术,从人、小鼠、猪肠道中分离了大量的微生物,丰富了菌株资源,为解析微生物“暗物质”以及后续肠道微生物功能和应用研究提供了基础和保障。尽管微生物的可培养性受到多种因素的影响,大部分微生物尚处于“未培养”的状态,但无论是病因研究还是生理和遗传特征的解析都离不开微生物实体资源的获取。肠道微生物的分离培养对微生物研究从关联分析向菌群功能验证、因果机制解析和功能菌株开发的深入研究具有重要意义。本文旨在探讨和综述影响微生物可培养性的因素,总结回顾肠道微生物的培养方法并阐述肠道微生物培养研究的进展,以期为肠道微生物培养研究提供新的视角。     

动物宿主——肠道微生物代谢轴研究进展

肠道中栖息着数量庞大且复杂多样的微生物菌群,在维持宿主肠道微环境稳态中发挥重要作用。微生物菌群可以利用宿主肠道的营养素,发酵产生代谢产物,与宿主机体形成宿主—微生物代谢轴(host-microbe metabolic axis)。该代谢轴既能影响营养素吸收和能量代谢,又可调控宿主各项生理过程。本文主要阐述宿主-肠道微生物代谢轴的概念、肠-肝轴、肠-脑轴、肠道微生物与宿主肠道代谢轴的互作以及对机体健康的影响。     

肠道菌群和糖尿病的关系

随着生活水平的提高,糖尿病的发病率逐年升高。近几年的研究显示,糖尿病的发病不仅和遗传因素、饮食结构等有关,还和机体的内环境与外环境有关。肠道菌群作为环境因素中的重要因子参与机体代谢,并且肠道菌群的紊乱也成为导致1型和2型糖尿病的重要因素。本研究就肠道菌群的改变及调节与1型和2型糖尿病关系的研究进展进行简要综述。     

肠道菌群与乳腺疾病的相关性研究进展

肠道菌群作为人体内复杂微生态系统的组成部分, 其作用并不是局限于局部而是作用于全身, 通过影响宿主的代谢、免疫系统和炎症反应等, 在乳腺疾病如乳腺癌和乳腺炎的发生、发展及治疗中扮演了主要角色。随着研究的深入, 人们发现乳腺癌的发生机制与炎症及免疫等密切相关, 而肠道菌群通过改变宿主微生态, 直接参与机体的生理过程和免疫系统的发育。此外, 肠道菌群可通过改变肠黏膜通透性影响炎症发生。因此近年来肠道菌群与乳腺疾病的关系成为研究的热点。本文通过总结近3年的文献, 从中西医角度对肠道菌群与乳腺疾病之间的相互关系作一综述。

     

Characteristics of gut microbiota in pigs with different breeds,growth periods and genders

Gut microbiota plays important roles in host nutrition, metabolism and immunity, and is affected by multiple factors. However, the understandings of the gut microbiota in pigs within different breeds, growth periods and genders from a large cohort remain largely undefined. In the present study, the characteristics of the gut microbiota in 120 pigs of different breeds, growth periods and genders were investigated using the Illumina MiSeq PE300 combined with QIIME2 platform. A total of 7 388 636 raw reads and 16 411 features were obtained. Additionally, the microbial diversity, compositions and phenotypes were described. 66.53% microbiota belonged to the top 10 most abundant genera (pan gut bacteria), and 28 species were commonly identified (core gut bacteria, commonality ≥ 75%) among the pigs. Besides, the correlations within pan and core gut microbiota were firstly investigated. The metagenomic function was predicted by using PICRUSt2. Furthermore, the explanatory effects of the influencing factors suggested that growth period was the greatest contributor to the gut microbiota in pigs. These results expanded our knowledge of mammalian gut microbiota within different influencing factors and microbial-related biological features in swine, which contributes to improving animal production and assisting animal model research.     

饮食因素对肠道菌群影响的研究进展

人体肠道内定植了约1014个微生物,种类有1 000多种,它们作为"人体的第十三个生理系统",直接参与了机体的各种代谢活动,与人体健康密切相关。研究显示,肠道菌群的构成和稳定受到诸多宿主和环境因素的影响,其中饮食因素起着至关重要的作用。因此,本文用膳食金字塔将食物进行分类,介绍了膳食中谷类、果蔬类、豆类、奶类、鱼肉类、油脂类和糖类对肠道菌群的调节作用,以期为相关研究的开展、相应疾病的防治提供参考。