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王军研究组在人体肠道菌群的原位重建及昼夜节律的研究中取得进展

时间:2021-05-09 18:10来源:中国科学院微生物研究所 作者:bio149发布 浏览次数:
  肠道微生物组是生活在人体肠道的各种微生物,包括细菌、古菌、病毒及真菌,在宿主健康和疾病中起着关键作用。

  目前, 大多数研究的人体肠道微生物组来源于粪便, 这些研究也产生了许多关于肠道微生物群落的组成和功能的重要知识。然而, 微生物组来源材料的依赖限制了对肠道其他位置的微生物动态的调查。

  粪便微生物组在很大程度上代表了肠道微生物群落的最后过渡阶段,许多生物地理分析显示,与发生重要生物过程的不同肠道部分的微生物组相比,粪便微生物组是有区别的。

  此外, 由于人类生理学因素的限制, 无法在更精细的时间尺度上进行人体肠道菌群动态变化的调查,如在小鼠模型中已经观察到并被证明与宿主的生理平衡密切相关的肠道菌群昼夜节律。

  近期,中国科学院微生物所王军研究员团队与南京医科大学第二附属医院张发明教授团队联合在Engineering期刊在线发表了题为 “Reconstruction and dynamics of the human intestinal microbiome observed In Situ” 的研究论文。

  该研究利用结肠途径经内镜肠道植管术(一种最初为粪菌群移植开发的技术)原位采集了人体肠道回盲部菌群样本。结合同时间段内的粪便样本, 采用多组学测序分析技术揭示了肠道菌群在受到泻药干扰后的动态变化。随着时间的推移,人体肠道微生物表现出与干扰前状态更高的相似性,这显示出了肠道微生物组的固有复原力。

  此外,昼夜的回盲部微生物组呈现出规律性变化, 即一系列细菌物种和代谢途径具有昼夜周期性振荡,其中包含许多与短链脂肪酸产生有关的细菌和代谢通路,如Propionibacterium acnes和辅酶A生物合成II。

  该研究开创性地采集了人体肠道原位菌群样本,比以往研究具有更高的时间分辨率,揭示了泻药干扰后肠道微生物的动态重建。

  首次提供了人类回肠微生物组在组成和功能层面上的昼夜震荡模式的直接证据。在多组学水平上理解粪便和回肠微生物组动态变化,以及肠道微生物如何潜在地影响宿主的生理过程,包括昼夜节律。

图1. 渗透性泻药干扰后粪便和回肠菌群组成和功能动态重建
图2. 肠道回盲部原位微生物组的代谢途径和细菌昼夜规律性变化

  中国科学院微生物研究所王军研究员、南京医科大学第二附属医院张发明教授为本文的共同通讯作者。中国微生物研究所硕士研究生刘小林、南京医科大学第二附属医院戴敏为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家重点研发计划、中国科学院战略优先研究计划及国家自然科学基金等多项资金的支持。

原文链接:

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S209580992100196X





 
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