糖尿病皮肤感染与微生物菌群关系的研究进展

糖尿病是以血糖升高为特征的内分泌疾病,由于高血糖状态,使吞噬细胞的趋化作用、吞噬作用以及杀菌功能受损,抗感染能力减弱。正常情况下,人体皮肤微生物菌群对维持人体健康发挥着重大屏障作用,并在皮肤表面保持着动态的平衡,而这种平衡因糖尿病被打破导致皮肤菌群发生紊乱时,人体就会患上各种皮肤感染性疾病,包括真菌、细菌、病毒等。探究如何调整糖尿病患者皮肤微生态平衡、预防及控制其感染,减少感染并发症具有重要意义。     

环境与工业微生物基因组学研究进展

环境微生物是维持生态圈中能量和物质循环的重要因素之一,在各种污染物和有害物质的降解等方面发挥着重要作用,在进行能源生产和可再生利用等研究领域具有潜在应用价值．在超过150种被破译的非致病微生物基因组中,绝大多数是环境和工业细菌．随着新一代测序技术的投入使用和元基因组学方法的出现,国际上的微生物基因组方面的工作进入了高通量和高产出的阶段．我国已经完成全基因组测序的7株环境细菌中涵盖了嗜高温、嗜酸、耐高压、耐低压等各种极端环境微生物,研究人员从中发现了众多与环境和工业应用密切相关的代谢途径、遗传功能和生物酶,目前,国内多家单位相继启动了元基因组计划,必将使我国在环境和工业微生物基因组研究领域取得一大批原创成果．     

氢分子在皮肤疾病治疗中的潜力与前景

皮肤是人体最大的器官,其在防护环境中的物理、化学和生物危害方面发挥着关键作用。然而,当这些危害超出防御系统的抗氧化能力时,则可能导致体内氧化应激和慢性炎症的发生,并进一步损坏胶原纤维妨碍皮肤细胞功能,引起各种皮肤疾病。氢分子在医学领域具有广泛的应用前景,包括在皮肤疾病治疗领域。综述了氢分子对皮肤病的抗氧化、抗炎作用机制及给药方式,总结了氢分子在不同类型皮肤病及美容护肤方面的应用进展,并讨论了氢分子用于皮肤病治疗的安全性。氢分子有望成为预防和治疗皮肤相关疾病的有效方法。     

肠道微生态在营养与健康领域的研究进展

人体肠道拥有庞大而复杂的共生微生态,其群落的稳定状态影响机体的能量吸收、物质代谢及免疫调节等功能。肠道微生态的失衡与肥胖、抑郁症、糖尿病及相关代谢疾病的发生发展存在因果关系,但具体作用机制仍不明晰。肠道微生态与宿主之间存在完整的代谢系统并不断进行丰富的代谢交换,共同应对环境变化因素并影响宿主健康。饮食调控可干预宿主微生态的组成与数量,改善人体代谢。本文分别从膳食纤维、益生菌、粪菌移植、后生素等方面对肠道菌群进行个体化、精准、靶向的干预肠道微生物领域的相关研究,对多组学联合应用于微生物领域的组成和变化规律进行深层揭示。未来的研究热点应聚焦肠道干预方式的远期影响和安全性,控制并消除过程中的可能变异,制定精准高效的干预路径,为慢病防控与健康促进提供医学证据。     

叶际微生物与植物健康研究进展

叶际微生物与植物有着密切的联系,对宿主生物多样性的维持、群落的稳定和生态系统的功能具有重要意义。随着分子生物学技术的快速发展,叶际微生物与植物的关系及对宿主健康的影响是近年来热点领域之一。基于明确定义的叶际概念,综述了叶际微生物群落结构、驱动因素及其与植物健康的关系,强调了叶际微生物的机遇性以及调控群落驱动因素在未来叶际微生物研究中的重要地位。加深对叶际微生物的认知,有利于实现农业微生物的功能最大化,以期为提高植物产量提供参考。     

酒精性肝病与肠道微生物群落研究进展

酒精性肝病与肠道微生物群落密切相关。酒精性肝病会导致肠道微生物群落失调,而微生物群落失调又可进一步加重肝病进程。本文综述了酒精性肝病与肠道微生物群落间的关系及作用机制,以及益生菌、益生元、合生元、后生元和噬菌体等肠道微生物及其相关产物改善或治疗肝病的研究前景。     

乳杆菌治疗女性阴道炎相关研究进展

健康妇女的阴道中存在黏膜免疫系统及乳杆菌与其它微生物群的动态平衡,对维持其自净及宿主健康起重要作用。乳杆菌在阴道内具有抵抗内源性和外源性病原菌生长繁殖的作用。当这种平衡被打破时,乳杆菌减少而其他微生物大量繁殖,造成阴道炎的发生。对于阴道炎的治疗,临床可以采用微生态治疗——合理使用抗生素和微生态调节剂的应用,从而起到杀菌、修复阴道上皮和恢复阴道微生态环境的作用。     

微塑料与土壤环境中微生物互作研究进展

作为环境中广泛存在的污染物,微塑料(microplastics)的相关研究备受关注。基于已有研究,本文综合分析了微塑料与土壤微生物(soil microorganisms)的互作关系,微塑料会通过直接或间接的方式影响微生物群落结构与多样性,影响的程度取决于微塑料的类型、剂量和形状。土壤微生物会通过形成表面生物膜和群落选择效应来适应微塑料这一外来物所引起的变化。本文还特别关注了微塑料的生物降解机理,同时探究了影响这一过程的因素,微生物首先会定殖在微塑料表面,分泌多种胞外酶在特定位点发挥作用,将聚合物转化成低聚物或单体,解聚的小分子进入胞内进一步分解代谢,而影响这一降解过程的因素除了分子量、密度、结晶度等微塑料自身理化性质,还包括一些生物因素和非生物因素对相关微生物生长代谢和酶活性的作用。未来研究应注重与实际环境的联系,在深入探究微塑料生物降解研究的同时,开发解决微塑料污染问题的新技术。     

人体微生态与健康和疾病

人体微生态是人体内的微生物生态群落,是存在于人体组织和体液中的共生和病原微生物的总和,也是近年来发现的"新器官",它在维持人体健康过程中扮演着重要角色。微生态与宿主间有着全面广泛的相互作用机制,微生态失衡与疾病的发生发展密切相关。本文概述了人体微生态与健康和疾病研究的重要意义,并对国内外研究进展作总结评述。     

后生元缓解胃肠道疾病的研究进展及其潜在机制

胃肠道是全身代谢最活跃的器官之一，也是人体内最大的细菌库。人体胃肠道中含有丰富的微生物群，其与宿主健康存在着错综复杂的关系。肠道菌群处于一种动态平衡的状态，当这种平衡被打破时会引起便秘、腹泻、肠易激综合征、炎症性肠病和结直肠癌等胃肠道疾病的发生。近年来，关于后生元的研究越来越多，其对肠道屏障的保护作用与益生菌类似甚至效果更佳。本文重点介绍了当前后生元在动物实验和临床中改善胃肠道疾病的相关研究，探讨了后生元在胃肠道中的作用及其在增强上皮屏障、调节免疫系统、肠道菌群和神经系统4个方面的潜在作用机制。     

宏基因组学技术在痤疮研究中的应用进展

高通量测序技术的发展提高了人们对微生物组的认识。宏基因组学技术因其全面和深入的分析功能被广泛应用于各种环境微生物组的研究中,尤其在阐明各种疾病与人体微生物组的关系中,宏基因组学技术具有重要作用。痤疮作为一种常见的皮肤疾病,严重影响人们皮肤美观度和心理健康。利用宏基因组学技术挖掘皮肤微生物与痤疮的关系,将有助于痤疮发病机理的研究和临床治疗方法的改进。通过介绍宏基因组学技术的发展背景、概述及其应用研究进展,探讨皮肤微生物与痤疮的关系,综述宏基因组学技术在痤疮研究中的应用现状,并总结目前宏基因组学技术在皮肤疾病研究中存在的问题,旨在为痤疮的宏基因组研究提供参考。     

益生菌对皮肤光老化的修复作用及其机制研究进展

皮肤是人体最大的器官,也是机体防御外界各种物理、化学及病原微生物侵害的重要组织.皮肤系统若出现老化,则导致其功能衰退、防御功能下降,危害机体健康.日常生活中,各类光照时刻侵害着我们的皮肤,加速其老化的速度.研究指出,光照尤其是日光中的紫外辐射可通过直接损伤DNA、产生活性氧、降解细胞外基质和诱发炎症等多种方式损伤皮肤细...     

肺微生物组与慢性阻塞性肺疾病的研究进展

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一种慢性炎症性呼吸道疾病,其特征是持续气流受限和肺部炎症反应异常。气道内微生物是COPD恶化的主要原因,并且使气道中的炎症反应持续存在而促成COPD进展,这导致肺功能的进一步损害和巨大的医疗保健成本。近年来随着高通量测序技术的发展和运用,人类肺微生物组的研究逐渐成为热点。大量研究表明,COPD患者肺内存在明显不同的微生物群落,而且与COPD的疾病严重程度及恶化状态有关。肺微生物组学的研究有助于人们更全面地理解COPD患者肺内的微生态系统及其在该病恶化和进展中的作用。本文就肺微生物组在COPD中的研究进展作一综述,并探讨未来的研究前景。     

2020微生物组测序与分析专题序言

微生物是人体、动植物、土壤、沉积物、水体、空气等生境中最重要的生命体。对这些生境中微生物的分析已经成为一项基础的研究技术。微生物组测序与分析作为近年来快速发展的技术,已经在人类健康、环境污染治理、食品工业以及农牧业等领域得到了广泛应用。为了梳理和总结微生物组测序与分析技术的现状、发展状况和应用前景,本专题收录了16篇本领域的论文,分别从样本保存和处理、单菌基因组测序与分析、特殊生境中的微生物组特征分析、微生物组相关数据库和算法以及微生物组测序与分析专家共识等方面,详细介绍了微生物组测序与分析领域的发展态势,为推动我国微生物组测序与分析产业和科研的快速发展、促进微生物组相关产业的良性发展提供必要的参考。     

益生菌、益生元和后生元对食物过敏的影响和作用机制

食物过敏(food allergy,FA)的发病率在近二十年来持续上升,已经严重影响患者的生活质量.生命早期接触外源性抗原少而导致的免疫耐受限制是FA的主要原因.微生物-宿主的相互作用与FA密切相关,健康的微生物菌群促进宿主在生命早期建立成熟的免疫系统,减少FA的易感性,因此,改善肠道菌群和调节机体免疫在治疗FA中至关...     

基于机器学习的肠道菌群数据建模与分析研究综述

人体肠道菌群与人类的健康和疾病存在密切关系,对肠道菌群的宏基因组数据进行建模和分析,在疾病预测及诊断相关领域科学研究和社会应用方面均具有重要意义。本文从大数据分析和机器学习的角度,对人体肠道菌群数据的建模、分析和预测算法的原理、过程以及典型研究应用实例进行综述,以期推动肠道菌群分析相关研究发展以及探索结合机器学习算法进行肠道菌群分析的有效方式,同时也为开发基于肠道菌群数据的新型诊疗手段提供借鉴,推动我国精准医疗事业发展。     

Skin microbiome: genomics-based insights into the diversity and role of skin microbes

Recent advances in DNA sequencing methodology have facilitated studies of human skin microbes that circumvent difficulties in isolating and characterizing fastidious microbes. Sequence-based approaches have identified a greater diversity of cutaneous bacteria than studies using traditional cultivation techniques. However, improved sequencing technologies and analytical methods are needed to study all skin microbes, including bacteria, archaea, fungi, viruses and mites, and how they interact with each other and their human hosts. This review discusses current skin microbiome research, with a primary focus on bacteria, and the challenges facing investigators striving to understand how skin microorganisms contribute to health and disease.     

The amphibian microbiome: natural range of variation,pathogenic dysbiosis,and role in conservation

Recent research in humans, livestock, and wildlife using high-throughput next-generation sequencing (NGS) has identified that resident microbiota play an essential role in disease resistance, host health, and adaptation to biotic and abiotic stressors. Since amphibians are currently facing population declines and extinctions attributable to anthropogenic pressures and emerging diseases, an understanding of the effects of microbiome dysbiosis and mitigation is a prerequisite for amphibian conservation and disease management. Interest is now growing with regard to understanding the influence of unfavorable environmental conditions on the amphibian microbiome and the effects of dysbiosis on the susceptibility to pathogenic infections. Here, we summarize information on the amphibian microbiome, specifically concerning intrinsic and extrinsic factors that shape the skin and gut microbiome. We explore diverse types of unfavorable environmental perturbations and the ways in which they can impact the microbiota of an individual so that we can better comprehend the consequences of stressors and dysbiosis on pathogen emergence and health. We discuss the role of the microbiome in amphibian conservation and identify gaps of knowledge that need to be filled if we are to achieve a meta-organism conservation approach. NGS studies should be complemented with other high-throughput “-omic” approaches to target microbiome functionality. Understanding the microbiome might be the missing piece in the overall strategy that will help maintain the health of amphibians in a world with highly affected environments and that will prevent/mitigate emerging infectious diseases.     

Primate microbiomes over time: Longitudinal answers to standing questions in microbiome research

To date, most insights into the processes shaping vertebrate gut microbiomes have emerged from studies with cross‐sectional designs. While this approach has been valuable, emerging time series analyses on vertebrate gut microbiomes show that gut microbial composition can change rapidly from 1 day to the next, with consequences for host physical functioning, health, and fitness. Hence, the next frontier of microbiome research will require longitudinal perspectives. Here we argue that primatologists, with their traditional focus on tracking the lives of individual animals and familiarity with longitudinal fecal sampling, are well positioned to conduct research at the forefront of gut microbiome dynamics. We begin by reviewing some of the most important ecological processes governing microbiome change over time, and briefly summarizing statistical challenges and approaches to microbiome time series analysis. We then introduce five questions of general interest to microbiome science where we think field‐based primate studies are especially well positioned to fill major gaps: (a) Do early life events shape gut microbiome composition in adulthood? (b) Do shifting social landscapes cause gut microbial change? (c) Are gut microbiome phenotypes heritable across variable environments? (d) Does the gut microbiome show signs of host aging? And (e) do gut microbiome composition and dynamics predict host health and fitness? For all of these questions, we highlight areas where primatologists are uniquely positioned to make substantial contributions. We review preliminary evidence, discuss possible study designs, and suggest future directions.     

驯化对作物微生物组多样性和群落结构的影响及作用途径

植物与共存微生物的相互作用对植物的生长、发育、健康等具有重大影响。人类驯化导致现代作物品种与其野生祖先在生理遗传特性、生长环境等方面存在明显差异, 这必然会影响作物与其微生物组的相互作用。理解驯化对作物微生物组的影响及其作用机理, 是充分应用微生物组进行作物改良或人工育种的重要理论基础。结合课题组前期研究基础, 该文综述了驯化对作物地下和地上部分细菌和真菌(尤其是益生菌和病原菌)群落组成和多样性影响的研究现状; 并结合驯化对作物植株形态、根系构型、根系分泌物等生理特征以及生长环境的影响, 分析了驯化塑造作物微生物组的作用途径, 提出了该领域值得重点关注的研究和发展方向。