土壤动物肠道微生物多样性研究进展

随着分子生物学技术方法的快速发展,动物肠道微生物已成为医学、动物生理学与微生物生态学等研究领域热点。土壤动物种类繁多,分布广泛,其作为陆地生态系统重要组分,是驱动生态系统功能的关键因子。土壤动物体内的微生物由于与宿主长期共存,在与宿主协同进化中形成了丰富多样的群落结构,能够影响土壤动物本身的健康,进而介导土壤动物生态功能的实现。近些年,土壤动物肠道微生物工作方兴未艾,日渐得到重视。总结了四个部分内容：1)首先总结了土壤动物肠道微生物多样性领域的研究现状,该领域年发文量逐年增长,且近十年增长快速。土壤模式生物肠道微生物多样性研究较多且更为深入。土壤动物肠道微生物多样性组成与驱动机制、共存机制及群落构建的理论研究是该领域前沿;2)进而展示了土壤动物肠道微生物多样性组成和研究方法,土壤动物肠道菌群组成以变形菌门、厚壁菌门、放线菌门和拟杆菌门为主。早期工作基于传统分离培养,近年来新一代测序技术推动了该领域发展;3)接着关注了土壤动物肠道微生物的生态学功能,总体上体现在肠道微生物能帮助宿主分解食物基质、参与营养利用、影响寿命和繁殖及提高宿主免疫能力,且其能够影响土壤动物的气体排放及介导其对生态系...     

2016年动物胃肠道微生物组研究十大亮点成果

动物胃肠道微生物对生产性能提高具有重要的作用,因此营养、微生物组与生产表型的互作研究已经成为国际研究热点。综述了2016年动物胃肠道微生物组学研究取得的十项重要成果,这些成果通过组学方法,研究了瘤胃纤维分解菌和尿素分解菌的功能基因多样性,揭示了微生物群落与日粮营养素、宿主基因型、环境的互作关系,阐明了反刍动物生产表型相关的瘤胃微生物种类和功能;首次构建猪肠道微生物组参考基因集,解析猪全肠道黏膜微生物组成,阐明了猪增重相关肠道微生物种类。这十大亮点成果将为国内动物营养学家开展动物胃肠道微生物组学研究提供参考。     

单胃动物肠道微生物菌群与肠道免疫功能的相互作用

动物胃肠道栖息着大量的微生物,这些微生物及其代谢产物在营养、免疫等方面对宿主的健康有重要的意义。近年来研究发现肠道微生物与免疫系统间存在密切的交流和互作机制,尽管肠道共生菌具有定植抑制效应,但肠道微生物也可通过其特定组分刺激免疫细胞如Tregs细胞、Th17细胞的分化,肠道菌群的紊乱可能导致细菌移位、肠道屏障功能损伤,影响机体健康。宿主免疫系统可通过分泌多种免疫效应因子如MUC、sIgA、ITF、RegIIIγ、α-防御素等调节肠道微生物的分布和组成,调节肠道菌群的稳态。本文综述了单胃动物肠道微生物菌群的组成,深入探讨了肠道微生物菌群与动物肠道免疫功能之间的相互作用。     

ANGPTL4在肠道微生物影响动物脂肪代谢中的作用

血管生成素样蛋白4(Angiopoietin-like protein 4,ANGPTL4)是一种与动物脂肪代谢密切相关的蛋白,在动物体多组织广泛表达,是沟通肠道菌群和宿主脂肪代谢的重要媒介之一。综述了肠道微生物与宿主脂肪沉积的关系、肠道微生物对宿主ANGPTL4的影响、ANGPTL4在动物脂肪代谢中的作用以及肠道微生物-ANGPTL4-动物脂肪代谢关系,讨论了肠道微生物通过ANGPTL4调节动物脂肪代谢研究的意义及存在的问题,为将来更好解释益生菌和酸化剂等饲料添加剂影响畜禽脂肪沉积、促进生产性能的现象提供依据。     

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。     

微生物组学研究的“淘金时代”

人体及动物肠道中生存着数量庞大的共生微生物;这些微生物无时无刻不参与着宿主的生命活动。揭示这些共生微生物在宿主体内的变化规律、与宿主之间的依存和博弈关系等,将使人类更加全面的认知高等生物体的生命本质。本专刊从肠道微生物与疾病、肠道微生物群落结构、肠道微生物与宿主互作、肠道微生物资源和肠道微生物研究方法 5个层面展示了我国科研工作者在肠道微生物研究领域的新进展及新观点。     

非人灵长类肠道微生物研究进展与展望

肠道微生物组被誉为动物的“第二套基因组”,与动物的个体发育、营养获取、生理功能、免疫调节等重要活动密切相关。非人灵长类在生态位、社会结构、地理分布以及进化上与人类相近,开展其肠道微生物研究不仅有助于了解灵长类的生态、保护和进化,而且对深入了解肠道微生物在人类进化中所发挥的作用也具有重要的参考价值。本文总结了影响非人灵长类肠道微生物变化的因素,包括系统发育、觅食、栖息地破碎化、年龄和性别、圈养方式以及社群生活,并探讨了肠道微生物研究在非人灵长类生态、行为、保护以及适应性进化方面的应用。未来,非人灵长类肠道微生物研究将为灵长类生态、进化和人类健康的研究提供新的视角,为灵长类的保护提供新的理论基础和研究方法。     

动物及其肠道菌群的协同进化研究

动物自身合成一些关键营养物质的能力缺失,转而依赖体内的共生物来完成相应功能,如动物体内共生细菌能帮助宿主从食物中提取营养物质,并能合成一些关键代谢反应的化合物。结合国内外在动物及其肠道菌群的协同进化的研究进展,从三个方面进行了归纳:(1)动物及其肠道微生物组成与功能的协同进化研究;(2)动物行为与肠道微生物的关系;(3)共生肠道微生物在人类或动物自身消化食物、营养获取、健康和疾病方面发挥的重要作用。     

海洋鱼类肠道微生物研究进展及应用前景

肠道微生物在动物体内数量庞大、结构复杂,在宿主生长发育过程中发挥着重要作用.淡水鱼类肠道微生物的研究主要集中于其对鱼类生长代谢、营养吸收及免疫调节等方面的影响,海洋鱼类则研究相对较少,且多集中于肠道微生物多样性及其变动影响因素分析.本文在归纳总结鱼类肠道微生物功能及其研究方法的基础上,着重分析肠道微生物在海洋鱼类生长发...     

动物肠道菌群与宿主肠道免疫系统相互作用的研究进展

作为动物机体中最大的免疫器官之一,动物肠道是机体阻止外源病原体入侵的重要防线。动物肠道中定殖的微生物与宿主的营养物代谢,疾病和免疫系统发育等密切相关。该文主要综述了肠道微生物对于维持肠道屏障完整性的作用、诱导机体T、B淋巴细胞的发育和分化的分子机制及与一些代谢类疾病发生的关系等内容。尽管如此,肠道微生物与宿主免疫系统相互作用的机制还有待深入研究。随着免疫学、微生物学及分子生物学等学科的发展,对动物肠道菌群与宿主免疫系统互作机制的研究也得到快速发展,并为临床上预防和治疗人类疾病提供理论支撑。     

动物适应性进化研究的新视角:动物肠道微生物组

正由于测序技术的飞速发展,近年来动物肠道微生物组的研究如火如荼.动物肠道微生物组已被誉为动物的"第二套基因组",科学家们正从不同方面深入揭示其群落结构与功能.近日,中国科学院昆明动物研究所施鹏课题组和中国科学院北京生命科学     

宿主肠道微生物群落多样性和演替分析技术的演变和发展

人或动物等宿主肠道内定植有大量微生物。但是,宿主肠道内微生物的多样性和演替一直被认为是人和动物营养研究中的黑箱（black box）。经过科学家几个世纪的研究已证实：正常微生物群是一个新的人体生理学系统;肠道微生物菌群参与宿主对营养素的消化、吸收与合成;刺激其免疫机制。近年又发现：微生物群影响宿主基因表达,可进行微生物与宿主之间的“分子对话”,例如：一个人肥胖或者苗条的倾向可能部分是由生活在肠道中的微生物群体的组成所决定的（戈登,2005）。可见,肠道微生物是未来微生态科学极其重要的研究领域。对于肠道微生物群落的分析方法主要有沿用已久的传统培养法和近年来兴起的基于基因序列的微生物分子生态学方法。     

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。     

肠道微生物与认知功能

近年来大量研究表明肠道微生物的改变与认知行为之间存在明显的相关性。通过无菌动物、细菌感染以及益生菌或抗生素干预等方式改变宿主的肠道菌群,可以调节宿主的认知行为,包括学习和记忆能力。应激和饮食结构的变化也会改变宿主的肠道微生物,进而影响宿主行为。同时在胃肠道疾病和某些非肠道疾病状态下也会伴随着宿主认知行为的改变。本研究将重点讨论在人类和动物研究中发现的肠道微生物多样性的改变如何影响大脑功能和认知行为。     

海水混养池塘虾蛤肠道与养殖环境的微生物多样性

【背景】海水混养池塘环境微生物以及动物肠道微生物的群落结构已有研究,但对混养环境中多品种动物肠道与环境微生物群落的关系尚未见报道。【目的】研究海水虾蛤混养环境中微生物多样性以及与养殖动物健康之间的关系。【方法】采用Illumina高通量测序技术测定冬季莆田市北江养殖区2个混养池塘中水体、底泥以及虾蛤肠道的菌群结构。【结果】同一池塘水体与底泥之间、不同池塘水体或底泥之间的微生物结构存在一定的差异;同一养殖区2个混养池塘虾与蛤肠道微生物结构之间具有极高的相似性,与养殖环境存在显著的差异。微生物多样性和丰富度差异很大,表现出底泥水体肠道;虾蛤肠道微生物以厚壁细菌和γ-变形细菌为主;池塘水体以放线菌、α-变形细菌以及拟杆菌为主,底泥以γ-变形细菌和δ-变形细菌为主。养殖动物肠道微生物主要优势种为乳球菌属和假单胞菌属,池塘环境内存在较高丰度的黄杆菌类潜在致病菌,而在虾和蛤的肠道中基本未检出。2个池塘底泥硫还原细菌含量较高,增加了底质产生硫化氢等有害物质的风险。【结论】比较混养池塘中水体、底泥以及虾蛤肠道三者之间微生物群落结构的差异,揭示虾、贝混养模式微生物与养殖环境的关系,为池塘养殖虾、贝疾病防治和混养结构的优化提供参考。     

微生物未甲基化CpG DNA对动物肠道的免疫调节作用

摘要:微生物未甲基化CpG DNA为富含未甲基化胞嘧啶-鸟嘌呤二核苷酸的DNA片段,能够被动物肠道细胞Toll样受体家族中的TLＲ9 受体(Toll-like receptor 9,TLR9)特异性识别。未甲基化CpG DNA作为一种动物肠道免疫刺激因子,不仅能够直接调节肠道固有免疫应答,同时还能间接介导肠道适应性免疫应答。未甲基化CpG DNA具有调节机体免疫应答作用的应用前景,成为免疫佐剂开发的研究热点。本文主要综述微生物未甲基化CpG DNA基本概念、受体TLR9的特征、调节动物肠道免疫作用及其信号机制,同时阐述了未甲基化CpG DNA作为免疫佐剂在实际中的应用,最后对微生物未甲基化CpG DNA研究与开发利用前景进行了展望。     

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。     

果蝇肠道共生菌对宿主作用的研究进展

肠道共生菌是动物体内的重要组成部分,在宿主的生长发育和健康等方面发挥着重要作用,近年来已成为国内外的研究热点.果蝇作为研究肠道微生物菌群功能的优秀模型,在肠道共生菌与宿主关系研究方面已取得许多重要进展.在本文中,我们首先对果蝇肠道微生物的组成和特征作了总结,然后对果蝇肠道共生菌在其生长发育、营养与代谢、行为反应、寿命以...     

鱼类肠道微生物与宿主免疫系统相互作用研究进展

鱼类肠道中存在大量微生物,对于维持宿主健康具有重要作用。鱼类免疫系统能够监视并调控肠道微生物组成,维持肠道菌群稳态。同时,鱼类肠道共生微生物调节鱼类免疫系统,抑制病原微生物的过度增殖,保证宿主的健康。本文回顾了鱼类肠道微生物与宿主免疫系统相互作用的研究进展,重点介绍了宿主免疫系统识别肠道微生物、塑造肠道菌群以及益生菌对宿主免疫和肠道菌群的调控等,提出了理想的益生菌应该来自动物自身胃肠道,生产中应谨慎选用非宿主来源的益生菌,以期为推动鱼类肠道功能微生物开发和应用提供理论支撑。     

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。