人肠道产甲烷菌与肠道健康

摘要:肠道中甲烷菌可以在严格厌氧的条件下利用H2和碳源生成甲烷,约1/3的正常人体内都可以检测到甲烷。近年来,很多研究发现甲烷菌在维持肠道微生态稳定方面起积极作用,越来越多的研究关注甲烷菌发酵产物(甲烷)在肠道中的代谢,主要集中于甲烷菌与肠道功能失调之间的关系。IBS患者肠道甲烷菌数量常比正常人群少,并且肠道甲烷菌与肥胖症的发生有一定关系。本文对甲烷菌的产甲烷作用在肠道功能稳定方面的作用、甲烷与肠道疾病(肠易激综合症、结肠癌)以及甲烷菌和甲烷与肥胖症的关系进行概述,并从上述几个方面综述肠道产甲烷菌、甲烷与肠道健康的关系。     

体外法探究猪空肠和回肠黏膜微生物对低聚半乳糖和低聚甘露糖的发酵特性

【背景】小肠黏膜微生物是肠道菌群的重要组成部分,大量研究表明日粮添加低聚半乳糖（galacto-oligosaccharides,GOS）和低聚甘露糖（manno-oligosaccharides,MOS）能够调控猪的大肠菌群结构,但关于其调控小肠黏膜微生物的研究较少。【目的】通过体外发酵法探究猪空肠黏膜和回肠黏膜微生物发酵GOS和MOS的规律。【方法】以生长猪的空肠黏膜微生物和回肠黏膜微生物作为接种物,以GOS和MOS作为底物进行厌氧发酵,在发酵0、6、12、24 h时采样测定总菌数量、pH、氨态氮（ammonia nitrogen,NH₃-N）、菌体蛋白（microbial crude protein,MCP）和有机酸,在24 h收集微生物提取DNA进行细菌定量分析。【结果】在24 h时,回肠黏膜组的NH₃-N浓度显著低于空肠黏膜组,而MCP浓度显著高于空肠黏膜组（P<0.05）。在发酵的前6 h各组pH无明显变化,有机酸积累较少。在12 h时,MOS组的乳酸、乙酸、丁酸和总短链脂肪酸产量显著高于GOS组（P<0.05）,此时只有回肠黏膜组有少量丙酸产生。在24 h时,MOS回肠黏膜组乳酸产量最高而pH值最低（P<0.05）。相较于MOS组,GOS组显著提高了丙酸的产量（P<0.05）。相较于GOS组,MOS组显著提高了乙酸的产量,在空肠黏膜组中显著提高了丁酸和总短链脂肪酸的产量（P<0.05）。定量结果表明,在24 h时,各处理组的厚壁菌门数量都接近总菌数量,属于优势菌门。相较于MOS组,GOS组显著提高了拟杆菌门、链球菌属、韦荣氏球菌属和普拉梭菌细菌的数量,提高了空肠黏膜组中Clostridium cluster IV和回肠黏膜组中Clostridium cluster XIVa的数量（P<0.05）。相较于GOS组,MOS组显著提高了大肠杆菌和乳酸杆菌属的数量,提高了回肠黏膜组中罗氏菌属的数量（P<0.05）。【结论】猪小肠黏膜微生物对GOS和MOS具有不同的发酵模式,主要表现在有机酸的产生和促进细菌的增殖方面。GOS具有产丙酸优势,提高了拟杆菌门和韦荣氏球菌属的数量;MOS促进了乙酸的产生,提高了大肠杆菌和乳酸杆菌的数量。     

肠道微生物与线粒体之间的互作

肠道微生物与肠道细胞线粒体功能之间的关系十分密切。一方面,肠道微生物可直接或通过短链脂肪酸、硫化氢和一氧化氮等代谢产物间接影响与线粒体相关的能量代谢过程,调节线粒体活性氧的产生,调控线粒体甚至整个机体的免疫反应。另一方面,肠道细胞线粒体功能紊乱和基因组的遗传变异也会影响肠道微生物的组成和功能。本文主要介绍了肠道微生物和线粒体之间的互作关系的最新研究进展,为靶向作用于肠道菌群和线粒体以调节肠道健康提供理论依据。     

母体与外界环境影响新生儿肠道微生物区系建立的研究进展

肠道微生物在宿主营养吸收、器官发育、抵抗病原菌入侵以及调节免疫应答等方面是不可或缺的。新生儿早期建立的微生物区系与成年人的微生物区系有很大的不同,容易受到母体和外界环境因素的影响,经历由少到多,从简单到复杂和从不稳定到稳定的过程。本文对影响新生儿早期肠道微生物区系建立的因素进行综述,系统阐述分娩时间、分娩方式、喂养方式以及抗生素这几种重要因素对微生物区系变化所产生的作用。     

肠道微生物与血清素互作研究进展

肠道微生物在肠道稳态和大脑健康中发挥着举足轻重的作用.血清素是大脑的一种重要的单胺类神经递质,90％以上在结肠肠嗜铬细胞中由色氨酸代谢转化而来,在机体发挥广泛作用.近年来的研究表明,血清素对机体发挥的作用可能受到肠道微生物影响.肠道中某些微生物具有产生血清素的能力,同时,微生物群及其代谢产物(如丁酸)能通过影响色氨酸羟...     

一株猪肠道Lactobacillus animalis LGM对结肠炎小鼠Th细胞分化转录因子基因表达的影响

【目的】从体外和体内研究Lactobacillus animalis LGM对Th细胞分化转录因子T-bet、GATA-3、ROR-γt和Foxp3的调节作用,以及探究L. animalis LGM对小鼠结肠炎的影响。【方法】本试验采用改良型的Hungate滚管技术从猪结肠内容物中分离一株L. animalis LGM,根据其16S rRNA序列进行鉴定。收集L. animalis LGM培养液上清,与细菌脂多糖(LPS,2μg/mL)同时孵育Caco-2细胞24 h,体外研究L. animalis LGM对Caco-2细胞内Th细胞分化转录因子(T-bet,GATA3,ROR-γt和Foxp3) mRNA表达的影响;配制L. animalis LGM细菌悬液,研究L. animalis LGM灌胃对DSS诱导结肠炎小鼠症状及结肠Th细胞分化转录因子和细胞因子(IFN-γ,IL-4,IL-17和IL-10) mRNA表达的影响,表达结果采用荧光定量PCR法检测。【结果】与对照组相比,L.animalisLGM培养液上清显著上调Caco-2细胞内ROR-γt与Foxp3 mRNA表达(P0.05),显著下调GATA3、IL-4、IL-17和TGF-βmRNA表达(P0.05)。L. animalis LGM灌胃显著上调小鼠结肠内ROR-γt和Foxp3的表达(P0.05),显著降低了促炎因子IL-4和IL-17的表达(P0.05),阻止了小鼠结肠长度缩短(P0.05)。【结论】猪肠道分离L. animalis LGM表现出对Th细胞分化转录因子的选择性调节,显著上调Caco-2细胞及结肠炎小鼠ROR-γt与Foxp3mRNA表达。降低DSS诱导结肠炎小鼠炎症水平,对DSS诱导结肠炎起保护作用,有助于维护肠道环境稳态。     

体外法探究不同氨基酸形式酪蛋白水解物对猪小肠微生物的影响

【目的】通过体外法探究猪小肠不同肠段肠腔微生物和肠壁微生物对两种不同氨基酸形式的酪蛋白水解物的发酵特性。【方法】以生长猪的十二指肠、空肠、回肠肠腔食糜或者肠壁微生物为接种物,分别以酸水解酪蛋白(以游离氨基酸为主)和酶水解酪蛋白(以小肽为主)为底物,37°C厌氧培养发酵,于0、3、6、12 h采样,测定微生物蛋白(MCP)以及用real time-PCR进行菌群分析。【结果】(1)肠腔微生物发酵不同酪蛋白水解物:十二指肠和回肠酶水解酪蛋白组MCP的含量显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05)。十二指肠酶水解酪蛋白组总菌、Firmicutes数量显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05)。回肠发酵6 h后,酶水解酪蛋白组Escherichia coli和Firmicutes的数量显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05);发酵12 h后,酶水解酪蛋白组总菌、Lactobacillus、E.coli的数量均显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05)。(2)肠壁微生物发酵不同酪蛋白水解物:发酵12 h后,十二指肠和回肠酶水解酪蛋白组MCP含量显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05)。十二指肠酶水解酪蛋白组Lactobacillus、Firmicutes数量分别极显著、显著高于酸水解酪蛋白组;回肠Firmicutes数量在酶水解酪蛋白组显著高于酸水解酪蛋白组(P0.05)。【结论】十二指肠和回肠的肠腔和肠壁微生物都能够利用小肽,且在一定程度上对小肽的利用更具优势。     

microRNA 对宿主和肠道微生物互作的调控

摘要:肠道内环境是宿主和肠道微生物菌群互作的结果,肠道菌群一方面通过抗原物质调节肠道组织的免疫稳定,另一方面,肠道菌群参与糖、脂、蛋白质代谢,产生的代谢产物能够调控细菌营养代谢、群体结构和肠道组织的营养吸收等。microRNA是宿主细胞内调控基因表达的重要因子,肠道微生物菌群不仅调控宿主mRNA的转录,同时也影响某些基因的转录后修饰。研究表明,肠道菌群通过与宿主肠道组织互作,调节肠上皮组织内某些参与炎症应答和屏障功能的microRNA 的表达。本文介绍了肠道微生物与宿主互作的基本内容,对microRNA在肠道微生物与宿主互作和肠道健康中的调节进行综述。     

微生物-肠-脑轴的研究进展

肠道微生物群能够调节宿主肠道稳态,同时参与调节宿主神经系统功能和行为。肠道菌群失调可能导致宿主神经系统功能障碍,从而引发神经退行性疾病。因此,研究微生物在肠?脑轴中发挥的作用及其机制,靶向调控肠道微生物菌群结构和功能,将为神经系统疾病的诊断与治疗提供新的手段。近年来,有关肠道微生物与机体神经系统间的互作研究受到了广泛关注,然而其具体的调控机制还未明晰。因此,本文综述了肠道微生物对宿主神经健康的调节作用,以及肠道微生物与宿主间的互作在调节神经功能、行为的潜力等研究进展,为更好地了解肠道微生物在调控宿主神经系统功能和行为的作用机制提供参考。     

猪小肠微生物对不同蛋白源的体外发酵特性比较

【目的】采用体外发酵技术比较小肠微生物对不同蛋白源的发酵规律。【方法】以成年猪的十二指肠、空肠和回肠内容物为接种物,以豆粕、菜粕或鱼粉水解物上清液为氮源底物,于发酵的0、4、8、12 h分别测定发酵液p H、微生物蛋白、氨氮和挥发性脂肪酸含量,同时提取细菌DNA并进行定量分析。【结果】添加含氮底物的空肠组和回肠组氨氮浓度和菌体蛋白浓度均相对增加,尤其是酶解菜粕组菌体蛋白合成量较高;十二指肠组菌体蛋白浓度以及氨氮含量不断减少。各发酵组乳酸和挥发酸快速积累,4–8 h积累量最大;8 h后空肠组和回肠组乳酸和挥发酸含量相对稳定,而十二指肠组后期丙酸含量增加约2 mmol/L,并伴随着乳酸含量的相对减少。同时,各组中总细菌、拟杆菌门、厚壁菌门和乳酸杆菌数量相对增加,且略高于无氮组,但不同蛋白源组间无显著差异。【结论】在体外培养条件下,空肠和回肠微生物具有相似的发酵规律,均能快速利用培养液中的含氮物质合成菌体蛋白;十二指肠微生物具有较强的产挥发酸能力,能够转化乳酸并大量产生丁酸和丙酸,这有利于宿主营养功能和肠道健康。