2018-02-12
菌群与免疫疾病的因果性研究:如何开展?有何进展?
免疫疾病
一图读懂:菌群-免疫疾病走向因果(Science子刊必读综述)
① 肠道菌群与免疫性疾病的关联性已被确认,因果性研究正在开展;② 目前的因果性研究手段包括:单一菌株或人体完整肠道菌群的移植、用免疫系统确认致病菌(如IgA-seq)、用机器学习等高级算法整合多组学数据、体外培养肠道菌群;③ 肠道菌群多样性降低导致疾病易感性增加的机制:菌群的群落功能丧失、免疫失衡、菌群定殖位置异常;④ 免疫系统通过多种免疫因子等机制调控菌群;⑤ 免疫-菌群互作对宿主有广泛影响,因果性研究为菌群疗法奠定基础。
免疫疾病
因果性研究
宿主-菌群互作
Science子刊:影响肠道内稳态的免疫和菌群因素(综述)
① 多种免疫因素和宿主-菌群互作共同协调肠道内平衡,以建立对共生菌的耐受、抑制炎症;② 肠道菌群通过DC激活Treg生成大量IL-10,作用于巨噬细胞以抑制TH1和TH17的分化;③ 菌群还刺激肠道免疫细胞生成IL-2,促进TH1、TH2和Treg的分化、抑制TH17,Treg高效结合IL-2加强对Teff的抑制;④ DC将菌群抗原呈递给CD4+ T细胞,后者分化为菌群特异的Teff和Treg,ILC3可“删除”菌群特异的Teff;⑤ 这些机制为治疗炎性肠病(IBD)提供了靶点和策略。
宿主-菌群互作
肠道内稳态
炎性肠病
免疫
IBD
传感器
Nature子刊:检测肠内气体的可吞咽电子胶囊
① 采用导热性和半导体传感器,通过校正传感器的热敏元件调控对不同气体的选择性和敏感性,可传感氧气、氢气和二氧化碳;② 超声成像确认氧气当量浓度可作为胶囊位置的准确标志,胶囊在胃内停留4.5小时,需要2.5小时通过小肠;③ 交叉试验中,胶囊在低纤维食用者的胃、小肠和结肠的通过时间,均短于高纤维食用者,不同肠道菌群的丰度相应变化;④ 氢气特征可确定区域性发酵模式;⑤ 该胶囊可准确、安全地监测饮食的作用,并可作为肠道诊断工具。
传感器
电子胶囊
肠内气体
克罗恩病
Gut:欧洲克罗恩病患者的病程进展及治疗
① 跟踪随访488名克罗恩病患者,随访期间有107名(22%)的患者接受了手术治疗,176名(36%)患者住院治疗;② 共有49名(14%)的患者最初诊断为非狭窄型、非穿透型疾病,之后发展为狭窄型和/或穿透型疾病,疾病进展的比例在西欧及东欧人中无显著差别;③ 西欧患者接受了更多的生物治疗及免疫调节治疗,东欧患者接受了更多的5-氨基水杨酸治疗;④ 使用免疫抑制剂治疗减少了手术及住院的风险。
克罗恩病
病程
丁酸盐
TP:丁酸盐或可改善自闭症患者的线粒体功能
① 从自闭症男孩及健康男孩中分离并构建类淋巴母细胞细胞系(LCL),自闭症男孩的LCL中分别包括线粒体功能正常(AD-N)及功能障碍(AD-A)两个亚群;② 在健康LCL中,丁酸盐处理使与ATP产生相关的呼吸参数衰弱,增强自闭症AD-A LCL而非AD-N LCL的ATP产生相关的呼吸参数;③ 在氧化应激条件下,丁酸盐增加所有组的ATP产生相关的呼吸参数;④ 丁酸盐可增加线粒体分裂、生理应激、认知与行为相关基因的表达;⑤ 丁酸盐可调节LCL线粒体的活性与呼吸。
丁酸盐
氧化应激
自闭症
线粒体
大熊猫
成都大熊猫繁育研究基地:大熊猫的肠道菌群特征
① 大熊猫以竹子为生,竹子富含木质素与纤维素,但大熊猫的消化道与食肉动物相似;② 在青少年大熊猫相比于大熊猫幼仔丰度显著增加的菌群中,未发现与现有的可水解纤维素的菌种或菌株关系相近的OTU;③ 假定的木质素及纤维素降解基因丰度极低,但与淀粉及半纤维素降解相关的基因丰度在青少年大熊猫中显著高于大熊猫幼仔;④ 相比于食草动物及杂食性动物,大熊猫肠道菌群中α-淀粉酶及半纤维素酶基因家族的丰度较高,纤维素降解基因的丰度较低。
大熊猫
半纤维素
纤维素
木质素
农科院畜牧研究所:猪肠道内的菌群分布图
① 厚壁菌和变形菌在回肠中占主导,拟杆菌在盲肠及结肠的腔内和黏膜中显著增加;② 腔内与黏膜细菌的核心菌群不同,腔内细菌的丰度与黏膜内相应菌群以及某些条件致病菌的丰度正相关;③ 内腔肠杆菌科的减少伴随着普雷沃氏菌科为主的菌群的减少;④ 胆汁酸和短链脂肪酸显著影响腔内菌群结构;⑤ 部分核心菌群参与宿主必须氨基酸、能量、辅因子和维生素的代谢;⑥ 肠道菌根据生境特点定殖,核心菌群的相互作用有利于肠道代谢和/或免疫。
黏膜菌群
肠腔菌群
肠球菌属
FM:致病or益生?乳制品中75个肠球菌菌株的特性分析
① 在西巴尔干半岛乳品源肠球菌中,第一次发现肠球菌表面蛋白基因esp;② 塞尔维亚Golija山地区菌株的环丙沙星耐药性和生物被膜合成能力较普遍,克罗地亚Prigorje地区菌株中普遍具有明胶分解酶活性,说明抗生素滥用和人为因素会影响乳制品菌群特征;③ 形成生物被膜的肠球菌,能更有效抑制大肠杆菌和肠炎沙门氏菌的细胞黏附作用;④ 与生物被膜形成和细胞黏附相关的基因,其功能更可能与肠球菌的肠道定殖有关,与菌株的致病性关系甚微;
肠球菌属
致病性
生物被膜形成
抗生素耐药性
细胞黏附
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