2017-10-11
环境太干净,或真的伤菌群促慢病!
卫生假说
FM:环境“脏”一点,对肠道健康有好处?
① 在剖腹产、奶粉喂养和抗生素使用之外,城市“干净”环境对婴儿3岁前的肠道微生态建立或有不利影响;② 尽管土壤和人体肠道共有的微生物种类有限,但很多研究支持原始部落、农场等环境有利于建立肠道菌群多样性并预防慢性炎症性疾病;③ 环境、肠道菌群和炎症的研究正如火如荼展开,一些分子和细胞水平的免疫学机制被阐明;④ 主要挑战包括:如何量化环境中的微生物丰度和多样性,如何实现全球通力合作以深入阐述宿主-菌群-环境的相互作用。
卫生假说
老朋友假说
城市化
冠状动脉粥样硬化
NC:动脉粥样硬化患者的肠道菌群
① 对218名动脉粥样硬化性心血管疾病(ACVD)患者及187名健康对照的粪便菌群进行对比分析;② 相比于健康人,ACVD患者的肠道菌群中肠杆菌科、链球菌属的丰度显著增加,某些与心血管健康相关的具有代谢或转运功能的分子增加;③ 上述细菌的丰度增加明显抑制了有益菌群(如柔嫩梭菌),链球菌属的丰度与血压呈正相关,肠杆菌科的丰度与心肌指标呈正相关;④ 基于47种肠道细菌构建了中国动脉粥样硬化风险预测模型,AUC可达86%。
冠状动脉粥样硬化
atherosclerotic cardiovascular disease
肥胖
Nature:肠道菌群的丰度越低,越可能肥胖?
① 对123名非肥胖和169名肥胖的丹麦人进行肠道菌群分析;② 两个群体的肠道菌群基因数量存在差异,因此肠道菌群丰度也不同,且含不同比例的已知和未知的细菌种属;③ 相比高菌群丰度个体,低菌群丰度个体整体肥胖比例更高,胰岛素抵抗和血脂异常更为明显,具有更显著的炎症表型;④ 低菌群丰度群体中的肥胖者的体重随时间增加得更多;⑤ 即便是在瘦和胖个体之间进行比较,仅有少数细菌种属可用于区分高/低菌群丰度个体。
肥胖
代谢标记物
菌群基因丰度
胖瘦双胞胎
Science:移植胖人粪菌的小鼠,长得更胖!
① 将成年女性双胞胎(一瘦一胖)的粪便菌群移植给无菌小鼠,小鼠喂食低脂饮食,饮食中含有不同水平的饱和脂肪酸;② 移植了胖子的粪便菌群的小鼠,体重及脂肪质量增加,且表现出肥胖相关代谢表型;③ 对于同一对双胞胎,将移植了瘦子菌群的小鼠与移植了相应的胖子菌群的小鼠同窝饲养,可抑制移植了胖子菌群的小鼠的体重增加及肥胖相关代谢表型;④ 对肥胖的抑制与瘦子菌群中的拟杆菌门里的特殊成员相关。
胖瘦双胞胎
毒力基因
Science:病原菌在肠道的定殖,受毒力基因表达调控
① 无菌小鼠不能根除鼠柠檬酸杆菌,后者是一种人体感染模型;② 在感染早期,病原菌毒力基因的表达对其在正常小鼠中的生长是必需的,而在无菌小鼠中非必需;③ 感染后期毒力基因表达下调,导致病原菌重新定位到肠内,之后在生存竞争中被共生菌群淘汰;④ 共生菌群在与鼠柠檬酸杆菌竞争中胜出的能力,部分是由于致病菌与共生体均可在结构相似的碳水化合物上生长;⑤ 病原菌定殖由细菌毒力和与代谢相关共生菌群的竞争控制。
毒力基因
致病菌定殖
调节性T细胞
Nature:菌群产生丁酸盐,促T细胞分化并缓解结肠炎
① 梭状芽胞杆菌(Clostridia)可诱导结肠调节性T细胞(Treg),但之前机制未知;② 研究者鉴定出大肠中的菌群发酵产物——丁酸盐,其可在小鼠中促进Treg分化;③ 结肠腔内的丁酸等短链脂肪酸的浓度与结肠中的Treg细胞数量呈正相关;④ 丁酸盐可在体外及体内诱导Treg的分化,并缓解小鼠的结肠炎发展;⑤ 在Treg极化条件下,用丁酸盐处理naive T细胞,可增加Foxp3基因位点启动子及保守非编码区域的组蛋白H3乙酰化。
调节性T细胞
丁酸盐
多糖利用位点
Nature:控制肠道拟杆菌定殖的关键基因
① 利用拟杆菌属研究共生细菌如何稳定定殖于胃肠道中;② 无菌小鼠单独定殖单一拟杆菌属物种后,对相同的物种而非不同物种产生定殖抗性;③ 通过体内遗传筛选发现了一种独特的多糖利用位点ccf,在肠道拟杆菌属物种中保守;④ 敲除模式共生菌——脆弱拟杆菌中的ccf基因,可导致小鼠的共生细菌定殖缺陷,并减少菌群的水平传播;⑤ 在肠道定殖期间,结肠表面的脆弱拟杆菌的ccf基因表达上调,脆弱拟杆菌穿过结肠粘膜并进入隐窝的过程也依赖于ccf基因。
多糖利用位点
细菌定殖
脆弱拟杆菌
岩藻糖基化
Nature:肠道上皮产生的岩藻糖,是抗病菌利器
① TLR信号通路活化可造成小鼠小肠上皮细胞(IEC)的快速α(1,2)-岩藻糖基化;② 这一过程需要树突细胞产生IL-23、天然淋巴细胞的活化、IL-22激活的IEC表达岩藻糖转移酶2(Fut2);③ 岩藻糖基化的蛋白进入肠腔,随后岩藻糖脱离并被肠道菌群代谢;④ 岩藻糖影响了菌群代谢通路的表达,降低了细菌毒力基因的表达;⑤ 并改善了小鼠对轻微致病菌——鼠柠檬酸杆菌的耐受性。
岩藻糖基化
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