无菌动物在饮食干涉肠道菌群研究中的应用

膳食干涉对肠道菌群与健康的影响已成为医学健康领域的研究热点,从发展来看,肠道菌群有可能会成为研究饮食方式、保健食品、中药制剂等对人体健康影响的重要靶标。然而,肠道菌群由于其复杂性,研究它和饮食干涉的关系对动物模型有高标准的要求,无菌动物体内外不携带任何活的微生物和寄生虫,在生物医学及人体疾病和健康等方面均有一定的应用和研究,是当前肠道菌群研究中应用最多的基础动物模型。采用无菌动物构建人源菌群动物是研究饮食、菌群与健康关系的常用方式。本文主要综述无菌动物构建人源菌群动物的研究应用及饮食干涉对肠道菌群的影响。     

基于无菌动物研究肠道微生物与类风湿关节炎发病相关性

肠道微生物与宿主的生长发育、免疫、代谢等方面均密切相关,但肠道菌群与宿主之间复杂的相互作用在很大程度上仍然是未知的。目前无菌动物已成为探索肠道微生物与宿主相互作用的重要工具,多项研究使用无菌动物模型探讨肠道菌群在宿主代谢、机体免疫系统的发育和成熟等方面的作用,其中包括肠道菌群在自身免疫性疾病发病及预后中的作用。研究发现,肠道菌群作为环境因素之一可能参与类风湿关节炎(rheumatoid arthritis,RA)发病,然而其因果关系未明。本文将对使用无菌动物探讨肠道微生物参与类风湿关节炎发病的相关性研究作一综述,为进一步深入研究肠道菌群在RA发病中的作用及机制研究提供理论依据。     

无菌猪的制备与微生物质量控制

菌群与宿主相互关系等热点研究促进了对无菌动物需求的迅猛发展。无菌猪作为一种特殊的模式动物,其在科学研究中不仅排除了背景微生物因素的影响,而且与常用的无菌小鼠相比,其在解剖、生理、代谢等方面与人更为相似,因此在生命科学研究领域具有重要的应用价值。本文结合现有国外无菌猪研究进展和本实验室在无菌猪研究积累,就无菌猪的制备与微生物质量控制进行简要探讨。     

仔猪肠道微生物研究进展

肠道菌群在哺乳动物及人类健康的作用正日益受到重视。仔猪的健康生长需要一个动态平衡的肠道微生态环境。然而,在猪的生命周期中,从食管到直肠的微生物分布与组成存在时间和空间的变化。健康的肠道菌群具有促进猪的营养代谢,维持肠黏膜屏障,调节免疫应答,抑制病原菌感染等功能。多种因素对猪肠道菌群的形成与稳定具有重要的作用,包括分娩方式(经过产道或剖宫产)、幼龄时期饮食(母乳或配方饲料)、抗生素或抗生素样分子的使用等。本文主要从仔猪肠道微生物组成与定植、功能、影响肠道微生物的因素等方面论述了仔猪肠道微生物与仔猪肠道健康的关系,从而加深肠道微生物对维护仔猪肠道健康作用的认识。     

香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪肠道中的定殖

【背景】已有研究表明,微生物在宿主肠道中的定殖受宿主、肠道环境、微生物物种特性和菌株来源等多个因素的影响。一般认为,来源于同类宿主的微生物菌株,在该类宿主肠道中具有定殖优势,但缺乏在物种和菌株水平上研究微生物自身特性在宿主肠道中定殖的研究报道。【目的】将不同来源(同类宿主肠道、非同类宿主肠道和非肠道环境)、具有不同生物学特性的3株香坊肠球菌(Enterococcus xiangfangensis)和4株罗伊氏乳杆菌(Lactobacillusreuteri)对无菌猪肠道进行定殖,在物种和菌株2个水平上探究物种特性和菌株来源对宿主肠道定殖的偏好性,揭示影响微生物定殖效率的关键因素。【方法】在本项研究中,将从藏猪(Tibetan pigs)、小鼠(ob/ob mice)、食蟹猴(Macaca fascicularis)和发酵食品中分离得到的多株香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌,制成混合菌剂对无菌巴马香猪(Bama miniature pig)进行为期4周的饲喂,并通过实时荧光定量PCR方法检测这7株菌在无菌猪肠道中的定殖情况。【结果】在物种水平上,香坊肠球菌和罗伊氏乳杆菌在无菌猪体内具有相近的定殖...     

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.     

野生哺乳动物肠道微生物组研究进展与展望

动物肠道菌群与宿主在营养代谢、免疫、疾病等方面有密切的关系。鉴于肠道菌群的这种重要性,野生动物肠道菌群宏基因组学日益成为保护生物学的研究热点。本文主要综述了近年来野生哺乳动物肠道微生物组的若干最新研究进展,着眼于宿主食性适应、健康、宿主与微生物组的协同进化等若干重要问题,对食肉类、灵长类、有蹄类、有袋类、鲸类、啮齿类等几大比较受关注的动物类群分别进行了总结,以期为今后我国哺乳动物肠道微生物组的研究提供一些视角和方向,并为野生动物的保护提供新的理论基础及研究手段。     

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.     

肠道微生物菌群对脑及行为的影响

肠道微生物菌群组成的变化对正常生理的影响及其在疾病中的作用逐渐成为研究热点。肠道微生物菌群通过脑肠轴影响宿主生理学的各个方面,包括脑-肠交流、脑功能甚至行为。对无菌动物、被致病细菌感染的、使用益生菌或用抗生素药物的动物研究表明,肠道微生物菌群可以调节宿主焦虑样症状及行为。研究表明对肠道微生物菌群的调节可能是治疗复杂中枢神经系统失调症的新策略。     

羊水菌群的研究进展

传统观念认为胎儿在宫内发育的过程是无菌的。随着研究方法的快速发展,针对于微生物的研究方法从传统的培养到现代分子生物学检测的进步,研究者已经认识到胎盘、羊水中具有微生物的存在。目前的研究尚不能明确胎儿宫内胎盘、羊水的菌群来源及菌群转移的具体途径,但已有的研究提示羊水菌群最可能来源为母亲肠道、生殖道以及口腔。本文综述了研究者对羊水菌群认识的转变、羊水菌群的来源以及羊水菌群与早产的相关性。     

影响人肠道微生物菌群结构的因素

肠道微生物与人类健康状况直接相关。目前,微生物研究者已对影响人及模式动物(主要为鼠和猪)肠道微生物菌群结构的因素展开了广泛研究,取得了较大研究进展。本文综述了影响肠道微生物菌群结构的因素,主要有年龄、宿主基因型、宿主所处环境、食物和抗生素等,以使人们了解和控制这些因素,从而保持良好的健康状态。     

建立我国规模化无菌动物高效研究应用体系

无菌动物与宏基因组技术是驱动人体健康微生物组研究的两大动力。没有无菌动物菌群(株)移植模型,就无法确立菌群与疾病的因果关系;没有无菌动物,就没有菌群与人体疾病研究飞速发展的今天与明天。无菌动物应用已形成有菌与无菌动物比较、菌群(株)移植、基因工程动物无菌化、无菌动物发育四种通用研究模式,研究模式的标准化将加大无菌动物研究应用规模及速度。本课题组经过十几年努力,已建成国内体量大、技术体系稳定、服务单位多、具有较大影响力的无菌动物平台,为国内生物医学、畜牧、食品微生物组科学问题解决提供了有力支撑。但是,目前我国无菌动物规模小、效率低、供用平台与应用条件分离,无菌动物基础理论与技术体系尚待发展,难以满足日益增长的应用需求。亟待建立规模化无菌动物高效研究应用体系,以适应我国微生物组研究高速发展。     

肠道菌群与免疫的相关性研究

由大量微生物构成的复杂微生物群落栖息在人体的肠道内,这些微生物统称作肠道菌群。肠道菌群在人体的消化吸收、免疫、生物拮抗、抗肿瘤等各项生命活动中发挥着重要的作用。近年来的许多研究提示,肠道内复杂的微生物群落和人体的免疫系统间存在着极为密切的关系。免疫系统发挥正常的功能及建立免疫的稳态与肠道菌群的作用密不可分。研究表明肠道菌群能阻止致病微生物入侵从而影响肠道免疫系统,同时还能影响全身免疫系统,在人体的自身免疫性疾病中有较为重要的作用。     

无菌动物在肠-肝轴研究中的应用前景

肠道和肝之间通过肠-肝轴紧密相连,肠道疾病可以影响肝功能,肝疾病也可以诱发肠道菌群和功能的改变。无菌动物是一种身体所有部位都没有任何活的细菌、真菌、病毒及寄生虫的动物,无菌动物的出现为研究微生物与宿主之间的相互作用提供了有力的实验工具。同时,由于无菌动物缺乏正常肠道菌群的特点,它在肠-肝轴的研究中也起到了极大的推进作用。本文将对无菌动物在肠-肝轴中的应用前景做简要综述。     

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。     

人肠道菌群与肺癌关系的研究进展

肠道菌群是由不同种类微生物组成的一个大群体,对宿主的代谢、内分泌系统和免疫系统有着较大的影响。近年来大量的研究发现肠道微生物群落结构变化与消化系统疾病、精神疾病、呼吸系统疾病等多种疾病的发生密切相关,其中关于肠道菌群与肺癌的研究发展迅速。在这篇综述中,我们系统地回顾了肠道常见菌群及肠道菌群与肺癌的关系,并探讨了调节肠道菌群在疾病预防和治疗方面的作用,以期能更加全面地了解肠道菌群在肺癌发生发展中的作用,从而为肺癌的预防、诊断及治疗提供新的方向。     

模式生物秀丽隐杆线虫在肠道菌群研究中的应用

肠道菌群是人体的重要组成部分,在物质代谢、免疫应答等方面起着重要作用,目前对其组成和功能研究已成为热点。模式生物秀丽隐杆线虫因其结构简单、生活周期短、便于制备无菌个体等特性,在肠道菌群与机体共生关系及功能研究方面受到广泛应用。现就秀丽线虫在肠道菌群功能研究方面的应用进行综述。     

肠道中多不饱和脂肪酸及其衍生物研究进展

肠道菌群是人体微生态学的重要组成部分,也是最大、最复杂的微生态系统,在宿主的营养吸收、肠道与免疫系统发育等重要生理过程中发挥作用,与人类健康和疾病密切相关。这些共生微生物排除肠道病原体的功能主要依赖于其产生的生物活性物质,如多不饱和脂肪酸等。同时这些脂肪酸在肠道微生物的作用下能够进一步转化为具有特殊结构和功能的多不饱和脂肪酸衍生物。这些多不饱和脂肪酸衍生物对维持健康稳定的肠道菌群至关重要。此外,多不饱和脂肪酸在宿主防御和免疫中发挥了多重关键作用,包括抗癌、抗炎、抗氧化活性,以及降低肠道致病菌的竞争能力等。主要对肠道中多不饱和脂肪酸的来源及其重要的生理功能,以及肠道微生物对多不饱和脂肪酸的转化衍生机制进行了综述,并提出肠道微生物是特殊多不饱和脂肪酸及衍生物生产菌株潜在的种子及基因库,以扩展功能油脂生产菌株的来源。     

多糖与肠道菌群相互作用及其构效关系研究进展

肠道菌群是一个复杂的生态系统,影响宿主的饮食、疾病发展、药物代谢和免疫系统调节等诸多生理方面。多糖广泛存在于动物、植物及微生物中,具有多种生理活性。肠道菌群与多糖相互作用,消化难以消化的多糖,多糖作为肠道菌群的重要能量来源,促进益生菌增殖。肠道菌群紊乱导致疾病的发生,多糖通过调节肠道菌群改善疾病。随着“人类微生物组计划”的启动和国内外学者对肠道菌群的深入研究,多糖与肠道菌群的关系逐渐清晰,但多糖的结构与肠道菌群之间的关系还有待进一步探究。因此,本文综述了多糖与肠道菌群的相互作用,并通过调节肠道菌群的组成来改善疾病,以及从多糖的分子量、糖苷键、单糖组成三方面探讨多糖与肠道菌群的构效关系,同时对未来研究的方向进行展望,以期为治疗疾病的深入研究提供重要参照和建议。     

无菌动物与微生态学专题教学改革实践

根据研究生教学特点,为适应肠道菌群与人类疾病关系研究成为新研究热点与前沿的形势,对其无菌动物与微生态学专题教学进行改革实践。根据菌群与疾病关系研究的最新研究进展、研究生科研能力培养规律,在研究生《医学实验动物学》课程的无菌动物与微生态学专题教学中设置微生态学理论与研究技术简介、无菌动物培育原理及特点、无菌动物实验设计方法、国内外无菌动物资源简介等4部分内容。力争紧跟学科发展动态,强调知识的前沿性、实用性、综合性和交叉性,促进研究生课题设计能力培养和科研思路的开拓,创建研究生无菌动物与微生态学专题教学的新模式。