Toll样受体5和鞭毛蛋白的相互作用影响宿主区分病原菌和益生菌（英文稿）

【目的】大量的证据表明机体正常的免疫活动在很大程度上依赖于免疫系统和肠道菌群的相互作用,具体表现为免疫系统对病原菌进行免疫清除而对益生菌耐受。其中,免疫系统的Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)和来自肠道菌群的微生物相关的分子模型(Microorganism associated molecular patterns,MAMPs)被认为在宿主免疫系统对病原菌和益生菌的区分中发挥了重要作用,因为TLRs对MAMPs的识别能够激活先天性和获得性免疫反应。在TLRs对MAMPs的识别中,只有TLR5对细菌鞭毛蛋白的识别是基于蛋白-蛋白的相互作用,比较容易对其结合方式进行研究。因此,我们研究的主要目的就是要确定TLR5与鞭毛蛋白的相互作用是如何影响宿主区分病原菌和益生菌的。【方法】构建了多种肠道细菌(包括益生菌和病原菌)鞭毛蛋白的系统发育树,并比对了鞭毛蛋白的TLR5识别序列。【结果】发现病原菌和益生菌的鞭毛蛋白序列有所不同,尤其是TLR5结合并识别的鞭毛蛋白位点。【结论】病原菌和益生菌不同的鞭毛蛋白识别区域可能是鞭毛细菌适应TLR5识别下生存的结果,据此宿主能够对病原菌和益生菌进行区分。此外,相关研究表明TLRs在肠上皮细胞的分布具有基底侧和顶端的两极性,能够分别引发对病原菌的免疫反应和对益生菌的免疫耐受,从而抵御病原菌的入侵感染、与益生菌和平共处。鞭毛蛋白和TLR5蛋白的相互作用反映了肠道菌群和免疫系统在分子层面的相互作用和共同进化,是宿主区分病原菌和益生菌的分子机制之一。     

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。     

益生菌与肠黏膜互作的分子机制研究进展

益生菌是一类定植于动物肠道,可辅助动物消化功能,维护肠道菌群平衡并可影响肠道免疫系统,有益于动物健康的重要调节性菌群。该类菌群与动物肠上皮细胞间互作的分子机制包括菌体表面分子如磷脂壁酸（phosphatidicacid,LTA）、表面层蛋白（Slayerprotein）等与宿主的粘附相关蛋白分子结合,通过占位效应抑制有害菌群在肠道内的定植;益生菌还可刺激肠道细胞分泌B防御素2、细菌素和有机酸等可抑制甚至杀灭有害菌群;在益生菌作用下,肠道上皮细胞可增强粘液糖蛋白、紧密连接蛋白occludin和ZO-1等分子的表达,加厚并加固肠道黏膜屏障;益生菌相关抗原可通过与抗原递呈细胞表面模式识别受体（TLRs等）分子结合,激活递呈细胞,启动各免疫细胞的交互作用,调节肠道免疫状态。     

循环水养殖系统中凡纳滨对虾肠道微生物对三种复合益生菌制剂的响应

【目的】在循环养殖系统中应用不同的复合益生菌制剂,探讨凡纳滨对虾肠道菌群结构特征及免疫水平发生的变化。【方法】30 d养殖周期结束后,通过平板计数法分析肠道细菌总数和弧菌总数;基于高通量测序技术分析肠道样品V3+V4区菌群特征;采用实时荧光定量PCR技术分析免疫相关因子TLR1和Dorsal基因表达水平,阐述益生菌制剂应用的意义。【结果】益生菌制剂的应用降低了凡纳滨对虾肠道中细菌总数,抑制弧菌的生长,间接预防疾病的发生。不同益生菌制剂从不同程度上优化了凡纳滨对虾肠道菌群结构,提高高质量序列和有效OTU数量,Chao1、Simpson、Shannon指数显示了丰富度和多样性变化,复合益生菌制剂3效果较好。同时,菌群结构得到优化,其中益生菌制剂1组对拟杆菌门含量百分比产生显著影响。Toll受体TLR1和Toll通路中的Dorsal基因m RNA表达受到益生菌制剂的影响,1、3组促进了TLR 1表达,1、2、3组都促进了Dorsal基因表达。【结论】在循环水养殖系统中添加益生菌制剂可优化凡纳滨对虾肠道菌群特征,提高免疫水平,为病害防控和健康养殖提供理论依据。     

TLR4在鼠感染疾病模型的作用机理

TLRs是宿主识别各种病原体相关分子模式、并激活和调节天然免疫-适应性免疫反应的一类模式识别受体。在哺乳动物发现13种TLRs成员;已利用近交系小鼠对其作用机理进行了深入研究,本文简要综述TLR4在抗细菌、病毒、寄生虫感染中的作用机理。     

益生菌与宿主疾病关系的研究进展

人类肠道中含有的多种微生物,称为肠道菌群,它们对宿主的健康起着至关重要的作用。肠道菌群的组成包括细菌、病毒和真核生物,已经被证明与宿主健康有密切的联系,尤其是其中的益生菌。益生菌通过多种途径发挥作用,包括与宿主微生物的相互作用、抵御病原菌的定殖、改善肠道屏障功能、调节免疫功能、产生相关代谢产物,在宿主的代谢、免疫和神经系统中发挥有益作用。综述益生菌的作用机制,讨论了近年来益生菌应用临床研究实例以更好地理解其对疾病风险和健康可持续性的贡献,将为新的治疗干预和疾病预防策略提供参考。     

鼠伤寒沙门氏菌Ⅲ型分泌系统抗感染类抑制剂的筛选

【背景】肠道沙门氏菌(Salmonella enterica)是一种常见的食源性肠道致病菌,可以感染人畜并引发食物中毒、伤寒等疾病。近年来因抗生素滥用导致肠道沙门氏菌耐药性问题日益严峻,迫切需要开发新型抗感染药物。肠道沙门氏菌致病的关键在于与宿主细胞接触后可以通过Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system, T3SS)向宿主细胞内注射效应蛋白,进而调控宿主细胞囊泡运输和免疫应答等生理活动,以方便其高效侵染宿主细胞。T3SS是一类由超过20种蛋白质组成、高度复杂的跨膜分子机器,是革兰氏阴性病原菌中普遍存在的一类蛋白质运输系统和毒力系统。在不同病原菌中,其结构与功能非常保守。位于T3SS核心跨膜区的SctV家族蛋白是T3SS中最保守的组分之一,参与T3SS能量供应和效应蛋白的分泌过程,SctV蛋白的关键氨基酸突变失活后会导致鼠伤寒沙门氏菌丧失对宿主的入侵能力。【目的】以沙门氏菌SctV家族蛋白为靶点,尝试通过虚拟筛选技术筛选与SctV胞内区相互作用的抗感染类T3SS抑制剂。【方法】结合体外相互作用分析、细菌生长曲线实验、细菌分泌实验和细胞侵染实验等对候选分子进行抑制效果的...     

TLR5的进化、功能及相关疾病研究（英文）

自第一个TLR蛋白被发现以来,越来越多的TLR家族成员逐渐被鉴定出来。TLR5作为TLR家族中的重要一员,是识别鞭毛蛋白的主要胞外受体。所有脊椎动物的TLR5在结构与功能上十分保守,具有典型的TLR结构域,即数量不等的亮氨酸重复序列、跨膜结构域,以及细胞内的Toll/IL-1受体结构域。TLR5仅在鱼类中有两种形式,分别为跨膜型TLR5M和可溶型TLR5S,两者通过形成二聚体复合物,将级联信号放大,快速启动免疫反应。通过识别鞭毛蛋白,TLR5能够二聚化并激活级联信号,引起促炎因子、抗炎因子或抗菌化合物的释放。因此,TLR5在保护宿主免受鞭毛病原体侵害以及维持或重建胃肠道稳态方面发挥了重要作用。尽管对TLR5的功能研究相对较少,但在疾病的诊断与治疗过程中,TLR5/MyD88/NF-κB作为一条重要的信号通路,具有宝贵的研究价值。关于TLR5的研究可为探索宿主–微生物的相互作用提供新的见解,并为疾病预防和诊断提供重要的依据。     

共生大肠杆菌促进黑腹果蝇生长发育

【背景】共生菌对宿主的很多生理功能有着重要影响,但微生物菌群的多样性和复杂性使得探索其潜在的机制存在困难。黑腹果蝇的无菌和悉菌模型可以被用来研究细菌和宿主的相互作用。【目的】分离和鉴定果蝇肠道大肠杆菌,并研究其对宿主生长发育的影响。【方法】利用大肠杆菌选择性培养基分离果蝇肠道大肠杆菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。利用体外和体内定殖实验验证共生关系。通过果蝇的发育历期和生长速率实验检测该细菌对宿主生长发育的影响。利用RT-qPCR技术对促胸腺激素及胰岛素信号通路相关基因的表达水平进行检测。【结果】从实验室饲养和野生果蝇肠道体内分离并鉴定得到大肠杆菌。体内和体外定殖试验中大肠杆菌可以和果蝇肠道共生菌共存,说明大肠杆菌是果蝇肠道共生菌。另外,大肠杆菌通过提高果蝇生长速率促进其发育。在分子水平上,大肠杆菌可以激活果蝇体内脑促胸腺激素和胰岛素信号通路相关基因的表达。【结论】大肠杆菌是果蝇肠道共生菌并能促进果蝇生长发育。     

共生大肠杆菌促进黑腹果蝇生长发育（英文）

【背景】共生菌对宿主的很多生理功能有着重要影响,但微生物菌群的多样性和复杂性使得探索其潜在的机制存在困难。黑腹果蝇的无菌和悉菌模型可以被用来研究细菌和宿主的相互作用。【目的】分离和鉴定果蝇肠道大肠杆菌,并研究其对宿主生长发育的影响。【方法】利用大肠杆菌选择性培养基分离果蝇肠道大肠杆菌,通过16S rRNA基因序列比对鉴定菌株。利用体外和体内定殖实验验证共生关系。通过果蝇的发育历期和生长速率实验检测该细菌对宿主生长发育的影响。利用RT-qPCR技术对促胸腺激素及胰岛素信号通路相关基因的表达水平进行检测。【结果】从实验室饲养和野生果蝇肠道体内分离并鉴定得到大肠杆菌。体内和体外定殖试验中大肠杆菌可以和果蝇肠道共生菌共存,说明大肠杆菌是果蝇肠道共生菌。另外,大肠杆菌通过提高果蝇生长速率促进其发育。在分子水平上,大肠杆菌可以激活果蝇体内脑促胸腺激素和胰岛素信号通路相关基因的表达。【结论】大肠杆菌是果蝇肠道共生菌并能促进果蝇生长发育。     

氟化物对家蚕肠道微生物菌群的影响

摘要:【目的】探讨氟化物对家蚕肠道微生物菌群的影响,开发具有潜在应用价值的益生菌以提高家蚕对氟化物的抗性。【方法】PCR扩增家蚕肠道内细菌16S rRNA基因并构建克隆文库;用核糖体DNA限制性分析(Amplified ribosomal DNA restriction analysis,ARDRA)方法对克隆子进行分型。从家蚕T6和734肠道样品中共获得14种分类操作单元(Operational taxonomic unit,OTUs),以16S rRNA基因为基础构建系统发育树进行分析。再经巢式PCR-DGGE技术检测家蚕肠道内优势菌群的变化。【结果】结果表明:家蚕氟中毒后肠道内肠球菌属Enterococcus和芽孢杆菌属Bacillus细菌菌群减少,而葡萄球菌属Staphylococcus的细菌增多。【结论】氟化物能通过改变家蚕肠道内细菌的多样性和比例,从而破坏家蚕肠道微生物菌群平衡,且对家蚕734的影响作用大于T6。     

益生菌防治龋病的研究进展

随着人们生活水平日益提高,口腔健康越来越受到关注。近年来,益生菌对口腔菌群和宿主健康的调节作用已成为广泛研究的话题。已有证据表明,益生菌可以竞争性地抑制口腔中致病细菌的黏附和定植,分泌抗菌物质以减少病原菌。本文综述了相关益生菌对变形链球菌这一公认的龋齿病原菌的作用,包括:(1)生物表面活性剂、细菌素、胞外多糖等益生菌代谢产物对变形链球菌牙菌生物膜的抑制作用;(2)刺激宿主免疫反应,调节口腔菌群组成;(3)下调或阻断变形链球菌细胞中与黏附在牙齿表面形成生物膜相关的基因表达。     

Toll样受体对病原真菌的天然免疫识别

天然免疫系统是宿主抵御病原入侵的第一道防线,在机体抗感染免疫中发挥重要作用。Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是天然免疫系统最重要的模式识别受体(pattern recognitionreceptors,PRRs)之一,通过识别病原真菌的病原相关分子模式(pathogen-associated molecularpatterns,PAMPs),招募特异接头蛋白,激活一系列信号级联反应,引发炎症因子、趋化因子等的释放和树突状细胞(dendritic cells,DCs)的成熟,发挥抗真菌感染作用。通过简要介绍宿主的TLRs及信号通路的研究进展,总结了目前TLRs对不同病原真菌PAMPs的天然免疫识别及信号通路研究现状,以期对进一步研究宿主天然免疫系统与病原真菌相互作用的分子机制提供参考。     

病原菌保守性特征分子及其介导的植物抗病性

每种病原菌都有一些保守的特征性分子,也称病原菌相关分子模式(PAMPs)。植物细胞表面的模式识别受体PRRs通过识别病原菌的PAMPs而激发免疫反应(PTI)。目前,已发现多种PRRs/PAMPs的识别模式,如拟南芥FLS2识别细菌鞭毛蛋白、拟南芥EFR识别细菌延长因子Tu(EF-Tu)、水稻CEBiP/CERK1识别真菌几丁质、水稻抗病蛋白XA21识别白叶枯病菌的硫化蛋白Ax21等。这些识别模式都能激发植物的基础免疫反应以抵抗病原菌的侵染。但是病原菌为了成功侵染寄主植物,也进化出一些致病机制,例如向植物细胞中注入毒性效应蛋白阻断PTI途径,或者产生一种"自我伪装"机制以逃避PRRs的识别。因此,研究者们根据PAMPs的结构特性对PRRs重新改造,以期使植物获得持久、广谱和高效的抗性。综述目前已知的PAMPs分子类型、PRRs/PAMPs的识别机制及改造后的新型PRRs,并分析PTI研究中存在的问题及其发展前景。     

牦牛源产细菌素屎肠球菌的分离鉴定和益生特性

【背景】抗生素的滥用导致牦牛肠道常见病原菌耐药性增加,益生菌作为对抗耐药性细菌的新型武器,应用前景广阔。【目的】获取益生特性优良的牦牛源益生菌。【方法】将20份牦牛粪便样本在含0.5%CaCO3的MRS培养基上分离纯化,以大肠杆菌和金黄色葡萄球菌为指示菌,用牛津杯法筛选有抑菌活性的菌株;排除酸和过氧化氢后,经耐酸耐热试验和蛋白酶敏感试验筛选产细菌素菌株,用形态学和16S rRNA基因序列分析鉴定;通过对大肠杆菌、沙门氏菌等腹泻病原菌体外抑菌试验、耐模拟胃肠液、测定自聚集能力和疏水性及抗生素敏感试验分析益生特性。【结果】从20份牦牛粪便样本中共分离出11株产生溶钙圈的菌株,其中6株对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌抑菌效果显著,经复筛得到2株产细菌素的乳酸菌SC6和SC9,经鉴定均为屎肠球菌(Enterococcus faecium)。其中SC9对腹泻病原菌抑菌效果明显,有良好的耐受性和肠道黏附能力,对5种常用抗生素均敏感。【结论】屎肠球菌SC9有一定的抗逆性和潜在的益生能力,具备作为益生菌的潜力。     

肠道菌群参与宿主免疫应答的作用及机制研究进展

肠道菌群作为动物体内重要的组成部分,能够直接参与机体的免疫调控作用,促进机体免疫系统发育,维持正常免疫功能。同时,免疫系统对肠道菌群又有调控和制约作用。本文主要综述了肠道菌群的组成以及影响肠道菌群变化的因素,系统阐述了肠道菌群与疾病相互作用的机制,总结了肠道菌群在宿主感染与免疫应答中的作用,为开展肠道菌群参与机体免疫应答的机制方面的研究提供新的思路。     

宿主细胞应答病毒感染的细胞信号转导研究新进展

机体如何识别以及清除入侵的病毒一直是分子免疫学研究的重点.早期的研究揭示,病毒的入侵可诱导表达大量的IFNβ,PKR等抗病毒蛋白分子.这些蛋白质分子通过多种方式造成被侵染细胞表现出特殊的状态或迅速凋亡,从而控制病毒的复制和传播,同时诱导产生大量细胞因子和趋化因子等,启动适应性免疫反应的进程.但是,该领域研究的一个重要瓶颈是对于病毒与宿主细胞相互作用的最早期信号事件了解甚微.近几年的研究工作在先天性免疫系统如何识别早期病毒的入侵方面取得了重大进展.TLR3和RIG-I/MDA5细胞信号转导通路,是最近发现的宿主细胞识别与应答病毒的重要调节机制.它们利用不同的细胞信号转导机制诱导先天性免疫反应,主要参与脊椎动物细胞识别和清除RNA病毒的原发抗感染过程,是机体先天免疫系统的一种重要反应机制,直接影响后续适应性免疫系统的作用.就这些细胞信号转导通路在先天性免疫应答中的研究进展做了概述与展望.     

B细胞Toll样受体的表达和功能

Toll样受体(TLRs)广泛表达于固有免疫和获得性免疫系统.它们通过识别内外源性致病原含有的保守病原体相关模式分子,启动宿主防卫反应.TLRs也是沟通固有免疫和获得性免疫反应,尤其是T细胞介导的细胞免疫反应的重要桥梁.新近研究表明,几乎所有亚型TLR均表达在B淋巴细胞,不仅参与B细胞增殖、成熟和功能调节,而且在系统性红斑狼疮和慢性淋巴细胞白血病等疾病发生过程中发挥重要调节作用.以TLRs为靶点,调节B细胞介导的免疫反应,可能成为具有崭新应用前景的免疫治疗途径和方法.     

强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构和功能的影响

【目的】采用高通量测序方法研究强化玉米饮食对小鼠肠道菌群结构的影响以及可提高宿主糖代谢相关菌群功能基因的分析。【方法】分别给予两组小鼠(各10只)常规饮食和强化玉米饮食(1/4的玉米粉加3/4的常规饮食成分),喂养10周,之后采集小鼠粪便样本,提取DNA,使用高通量测序仪进行宏基因组测序分析,比较两组小鼠肠道菌群和功能基因的差异。【结果】两组小鼠的终末体重没有明显差异。各样本DNA的测序有效率足够,肠道菌群的多样性存在一定差异。属放线菌门(Actinobacteria)的双歧杆菌(Bifidobacteriales)-B.pseudolongum分支和Coriobacteriia-Collinsella/Enterorhabdus分支的丰度在强化玉米饮食组的小鼠中显著升高,相应的宏基因组中涉及糖酵解和胆汁酸合成的一些酶和功能单元的含量也在强化玉米饮食组显著升高。【结论】强化玉米饮食可以提高肠道菌群中双歧杆菌等益生菌的丰度,增加宏基因组糖脂代谢相关基因和通路的含量,从而可能促进宿主的糖代谢功能。     

银杏双黄酮和银杏内酯B与人体肠道菌群体外互作研究

【目的】银杏提取物在防治心血管系统和神经系统疾病方面发挥重要功能。鉴于肠道菌群已被认定为一个新兴的药物作用靶标,研究银杏双黄酮和银杏内酯与人体肠道菌群之间的相互作用具有非常重要的意义,这将为进一步理解银杏提取物的功能和作用机制奠定基础。【方法】本研究使用人体肠道菌群体外批量发酵、细菌总量测定、细菌16S rDNA高通量测序、气相色谱和液相色谱检测等方法,对银杏双黄酮和银杏内酯B单独或复合在体外与人体肠道菌群的相互作用进行研究。【结果】银杏双黄酮和银杏内酯B单独添加对人体肠道菌群总量、肠道菌群结构组成和短链脂肪酸产量没有显著影响。但有意思的是,复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后,Coriobacteriaceae科和Cupriavidus属细菌的比例显著升高,Gemella菌细菌比例显著降低。功能基因预测分析发现,编码K00076、K12143、K07716和K00220的基因在复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B后显著富集。K00076和K00220是氧化还原酶,催化CH-OH供体基团的电子转移,可能参与银杏双黄酮和银杏内酯B的代谢和修饰。HPLC检测发现,人体肠道菌群体外对银杏双黄酮和银杏内脂B的降解修饰率分别为70%和35%左右。【结论】体外复合添加银杏双黄酮和银杏内酯B可显著改变肠道某些细菌的丰度。同时,体外研究表明肠道菌群具有代谢修饰银杏双黄酮和银杏内酯B的功能。