孕妇肠道菌群与婴幼儿肠道菌群及肥胖的关系研究进展

女性妊娠过程中,身体的生殖、消化、内分泌等系统会发生一系列变化,孕妇的肠道菌群也会发生相应变化。母亲肠道菌群与子代肠道菌群密切相关,婴幼儿生命早期肠道菌群的来源主要有母亲肠道菌群、母亲阴道菌群和母亲体表菌群,出生以后婴幼儿肠道菌群的定殖主要受喂养方式、生活环境、抗生素暴露等因素的影响。此外,人体肠道菌群功能强大,其可通过调节人体营养物质吸收和外周器官的代谢而成为影响肥胖的一种重要的内环境因素。综述孕妇妊娠期间包括孕早期、孕中期、孕晚期肠道菌群的变化和影响婴幼儿肠道菌群定殖的主要因素,以及对子代肥胖的影响,以期为临床医务人员对预防和控制婴幼儿肥胖提供参考。     

肥胖人群肠道菌群特征分析及机器学习模型

【背景】肠道菌群与人体健康之间的关系吸引了越来越多的关注,成为目前热门的研究热点。【目的】基于美国肠道计划公开数据库,对肥胖和健康人群肠道菌群进行比较分析,解析肥胖人群肠道菌群特征,并基于肠道菌群建立机器学习模型预测人群肥胖的状态,为基于肠道菌群干预肥胖提供理论基础。【方法】从公开数据库中获取美国肠道计划中的肠道菌数据,经过筛选得到1 655个健康(18.530)成年人的肠道菌群数据。针对α多样性,进行了Wilcox秩和检验分析并通过logsitic回归判定α多样性与肥胖之间的关系;对Unweighted Unifrac、Weighted Unifrac和Bray-Curtis三种β多样性距离进行主成分分析(principal component analysis,PCA),探索肥胖与健康人群在肠道菌群组成上的差异;对于物种差异,进行Wilcox秩和检验探索差异菌属;通过PICRUSt分析预测可能的代谢通路,同时与肠道菌群进行相关性分析。利用Scikit-Learn软件包基于属水平的肠道菌群数据建立肥胖分类机器学习模型,并进行网络搜索确定最佳模型参数。【结果】经过Wilcox秩和检验,发现肥胖人群的α多样性都较健康人群显著下降,logistic回归表明α多样性与人体肥胖状态有相关性。经过基于Weighted unifrac、Unweighted unifrac和Bray-curtis三种距离的PCA,肥胖和健康人群的肠道菌群结构上无明显差异;在门水平上,肥胖人群中的Firmicutes和Bacteroidetes比值较低,在属水平上共发现57个在两组之间具有显著性差异的属,其中肥胖人群中的Ruminococcus相对丰度较高,而Prevotella、Akkermansia和Methanobacteriales的相对丰度较低;PICRUSt预测的代谢通路有63个代谢通路在两组之间具有显著差异;梯度提升回归树对于基于肠道菌群预测肥胖人群效果最好,受试曲线下与坐标轴围成的面积(area under curve,AUC)值可以达到0.769,测试集精度可以达到0.725。【结论】基于大规模的肠道菌群数据揭示了肥胖人群肠道菌群的特征,将机器学习运用到肥胖预测上面,为精准膳食、精准医疗提供新的研究思路和理论基础。     

肥胖患者HFA小鼠模型的建立

目的研究肥胖患者的肠道菌群在无菌小鼠体内的定植规律。方法选取20只无菌KM小鼠,接种肥胖患者的粪便,构建菌群人源化(HFA)动物模型,利用变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)评价患者肠道菌群在无菌小鼠体内的定植规律。结果 HFA小鼠菌群平均丰富度(richness,S)为12.04±3.68,肥胖患者的条带S为24,为HFA小鼠S的2倍;肥胖患者Shannon指数(H')为3.02,HFA小鼠平均H'为2.46±0.33;HFA小鼠与人肠道菌群的总相似度为26%;大部分雌性HFA小鼠与雄性HFA小鼠在聚类分析图上分离,且雄性HFA小鼠与患者更为相似。结论HFA小鼠体内能部分模拟肥胖患者的微生物区系,且与患者性别相同的小鼠模拟得更好。本实验建立的HFA模型为肥胖与肠道菌群关系的进一步研究提供新的选择。     

肠道微生态与生命早期健康

肠道微生态是指肠道正常菌群与其宿主之间相互作用、相互影响的统一整体[1]。生命早期一般指自母体妊娠阶段开始算起至出生后2岁内(近1 000天),这段时间的生命生长发育对于整个生命周期至关重要。随着对肠道微生态研究的不断深入,发现生命早期健康肠道微生态的建立对婴儿各系统生长发育至关重要,因各种因素导致的肠道微生态改变或结构异常与生命早期婴儿发生免疫系统、消化系统、内分泌系统等相关疾病息息相关。本研究将综述生命早期肠道微生物来源、健康肠道微生态建立的相关因素及其生理作用,以及因不健全或紊乱的肠道微生态而引起的相关疾病。     

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。     

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。     

早期使用抗生素对小儿肠道微生态及生长发育的影响

肠道微生态与人体健康关系密切,婴儿期是肠道菌群定植成熟的关键时期,直接影响人体免疫系统的发育成熟,2岁之前肠道微生态失调导致的免疫功能缺陷将影响孩子终身。抗生素在我国存在过度使用现象,在婴儿及儿童中尤为严重。过度使用抗生素不仅存在多种副作用,导致细菌耐药性,还从多个方面破坏肠道微生态平衡,进而影响孩子的生长发育,并与远期多种疾病发生相关。因此,2岁之前的小儿应谨慎使用抗生素。     

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。     

肠道菌群与婴幼儿体重的研究进展

肥胖已成为全球急需解决的公共健康问题之一。新生儿体重过重伴随着易患各种感染性疾病和造成孕妇分娩困难等问题。另外,婴幼儿超重在儿童期和成年期更容易发生超重和肥胖问题。近年来,大量研究对肠道菌群与肥胖之间的调节和作用关系,以及影响肠道菌群组成的因素进行了深入的探索。本文主要从我国新生儿肥胖现状及其危害,肠道菌群与肥胖的关系,婴幼儿肥胖与影响肠道菌群组成的饮食、抗生素等因素之间的关系等多个方面综述肠道菌群与体重的最新进展,为预防婴幼儿肥胖提供有效依据。     

研究发现肠道菌群影响肥胖机制

正一项新研究显示,面对高脂饮食时,肠道菌群会产生乙酸,从而影响肥胖、胰岛素抵抗和代谢综合征。这项在啮齿动物中进行的研究显示,乙酸短链脂肪酸有着激活副交感神经系统的能力。无论是乙酸生成增加,还是接下来的副交感神经系统激活,都可能为肥胖治疗提供新途径。过往研究显示,肠道菌群的变化与肥胖、胰岛素抵抗和代谢综合征有关,但肠道菌群是如何导致这些     

Maternal obesity at conception programs obesity in the offspring

Risk of obesity in adult life is subject to programming during gestation. To examine whether in utero exposure to maternal obesity increases the risk of obesity in offspring, we developed an overfeeding-based model of maternal obesity in rats utilizing intragastric feeding of diets via total enteral nutrition. Feeding liquid diets to adult female rats at 220 kcal/kg(3/4) per day (15% excess calories/day) compared with 187 kcal/kg(3/4) per day for 3 wk caused substantial increase in body weight gain, adiposity, serum insulin, leptin, and insulin resistance. Lean or obese female rats were mated with ad libitum AIN-93G-fed male rats. Exposure to obesity was ensured to be limited only to the maternal in utero environment by cross-fostering pups to lean dams having ad libitum access to AIN-93G diets throughout lactation. Numbers of pups, birth weight, and size were not affected by maternal obesity. Male offspring from each group were weaned at postnatal day (PND)21 to either AIN-93G diets or high-fat diets (45% fat calories). Body weights of offspring from obese dams did not differ from offspring of lean dams when fed AIN-93G diets through PND130. However, offspring from obese dams gained remarkably greater (P < 0.005) body weight and higher % body fat when fed a high-fat diet. Body composition was assessed by NMR, X-ray computerized tomography, and weights of adipose tissues. Adipose histomorphometry, insulin sensitivity, and food intake were also assessed in the offspring. Our data suggest that maternal obesity at conception leads to fetal programming of offspring, which could result in obesity in later life.     

Genetics of obesity

Considerable attention is currently being paid to the secular changes in food intake and physical activity that underlie the increase in the prevalence of obesity that is apparent in many societies. While this is laudable it would be unwise to view these environmental factors in isolation from the biological factors that normally control body weight and composition and the compelling evidence that inter-individual differences in susceptibility to obesity have strong genetic determinants. This is particularly important, as it is only in the past decade that we have begun to obtain substantive information regarding the molecular constituents of pathways controlling mammalian energy balance and therefore, for the first time, are in a position to achieve a better mechanistic understanding of this disease. Population-based association and linkage studies have highlighted a number of loci at which genetic variation is associated with obesity and related phenotypes and the identification and characterization of monogenic obesity syndromes has been particularly fruitful. While there is widespread acceptance that hereditary factors might predispose to human obesity, it is frequently assumed that such factors would influence metabolic rate or the selective partitioning of excess calories into fat. However, it is notable that, thus far, all monogenic defects causing human obesity actually disrupt hypothalamic pathways and have a profound effect on satiety and food intake. To conclude, the evidence we have to date suggests that the major impact of genes on human obesity is just as likely (or perhaps more likely) to directly impact on hunger, satiety and food intake rather than metabolic rate or nutrient partitioning. At the risk of oversimplification, it seems that from an aetiological/genetic standpoint, human obesity appears less a metabolic than a neuro-behavioural disease.