微生物组

从人体微生物组计划(2007年)到国家微生物组计划(2016年),美国酝酿了十年,各国也对微生物组研究投入了大量努力。微生物组学研究发展非常快,肠道微生物组与人体的多种疾病相关联,深刻影响了疾病的治疗和临床研究,包括体重、糖尿病、免疫系统、肠道疾病、代谢疾病、炎症、心脏病、大脑神经系统等等,被认为是人体的“第二基因库”。

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“随机”的肠道菌落

来源:science daily 2017-03-08 11:34



几百种甚至几千种数量庞大的细菌生活在人类的肠道中。然而,由于饮食习惯、生活环境以及健康状况等因素的影响下,每个人肠道内的细菌构成都不尽相同。

在一项来自麻省理工学院的有关蠕虫肠道菌群研究中,科学家发现"偶然性"或许是影响肠道菌群构成的另一重要因素。

研究人员将相同的蠕虫放在同一种环境中,使用相同的饲料进行喂养,然而,最终他们发现这些蠕虫的肠道内的细菌构成差别甚远。他们推测,这或许取决于哪一种细菌最先接触虫体。

对此研究人员表示:这一实验说明肠道菌落的异质性取决于最初登陆肠道的细菌种类。当然,这一结果也并不表示这就是导致个体间肠道菌群差异的决定因素,不过它也提示我们在思考这一问题时,需要将这种随机性考虑在内。

近年来,人们发现多种胃肠道疾病,例如肠炎、克罗恩病等于肠道菌群构成有关。随着研究的深入,人们甚至发现菌落构成甚至能够影响糖尿病、心脏病以及癌症等的发生。

研究人员表示:目前,我们已经了解到不同人的肠道菌群构成间存在差异,而这种差异或许对人体健康和疾病发生产生重要的影响。但是,究竟是哪些因素导致差异的出现,我们目前还不得而知。

秀丽隐杆线虫(C. elegans)结构简单而又有肠道供细菌存活,因此研究人员将其作为模型进行实验,用以反映人类肠道中所发生的现象的原因。

在实验中,研究人员选用了基因构成相同的线虫,把它们放在同一个已经设计好的环境中,之后再观察他们的肠道菌群构成是否相同。这种实验几乎不可能在人类身上完成,不过使用线虫却再简单不过了。

秀丽线虫能够吃掉细菌。所以利用这一特性,研究人员将事先准备好的含有六种细菌的食物投喂给基因构成相同的线虫。在实验开始时,这些线虫的肠道内没有任何细菌,当它们一天天的吃掉细菌后,这些线虫的肠道内长出了各不相同的细菌群落。

为了更好的探明其影响因素,研究人员随后采用了由两种细菌混合成的饲料进行实验。这次的饲料全部由大肠杆菌所构成,不过其中一半是能够产绿色荧光蛋白的大肠杆菌,另一半是能够产红色荧光的。

这样饲养一周后,每一只线虫的肠道内大概存有3万只细菌。然而,这些细菌并不是产绿和产红蛋白细菌各一半。相反,每只线虫肠道菌群的构成或是以产绿蛋白细菌构成为主,或是以产红为主。对此,研究人员认为,因为最早进入肠道的细菌是哪一种是一个随机事件,所以哪一种先进入,哪一种随后就占有统治地位。

换句话说,哪一种细菌在进入肠道后幸运的存活了下来,并且适应了艰苦的环境开始生长繁殖,这一种细菌或许就能够统治整个肠道细菌王国。

当细菌定植率较低时,这种随机性更为明显。当研究人员用更大量的细菌进行饲养后,他们发现线虫肠道菌群的差异性降低了。

当研究人员用两种不同的细菌进行饲养时,结果仍然不变。

因此,研究人员表示:这种随机性导致的差异或许正是影响人类个体肠道菌群差异性的原因之一。因为在人类和其它动物的生活中,也只有几种有限的细菌能够存活在他们的肠道中。当然了,我们也不能忽视其它因素对肠道菌群的影响。

同时,研究人员还表示:我们并不认为随机性是唯一的影响因素,但是,通过这一实验我们希望重新唤起人们对随机性的认识,因为人们常常忽视这一影响因素。(生物谷Bioon.com)

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