老鼠肠道

卷烟技术入围科技奖，再次引发社会关注。8日，中国科学界的门户网站科学网，以编辑部的名义发表了一篇《征集签名抵制卷烟技术入选科技奖》的博文，建议通过签名者的努力，促成国家禁止烟草技术申报各种科技奖励。(4月9日《新京报》)　　国家科技奖的入选项目，遭到来自科学门户网站的抵制，本来就有点令人费解。其中究竟是因为科技含量不足，还是有关该不该褒奖的问题?其实这问题不难区分的。既然是工信部旗下国家烟草专卖局推荐的“中式卷烟特征理论体系构建及应用”，其中肯定不乏科技含量。剩下的就是这种“卷烟技术”是不是该入选国家科技奖的问题了。　　就“科技”而言，谁都不可对卷烟技术小觑 但就“奖励”而言，就必须要看这种技术对人类社会的意义。受到奖励的，必然是对社会有进步作用的。因为，在管理心理学中，奖励是对人的某种行为给予肯定与表扬，使人保持这种行为。假如人的某种行为或某领域的科技项目，与社会倡导的文明共识相背，还遑论什么奖励和褒扬?　　判断卷烟技术是否具有积极的社会意义，因为有了一个“控烟”的现实诉求而显得十分容易。那么，这种“卷烟技术”是不是有利于“控烟”，就成了该不该受到奖励的关键。《国家科学技术奖励条例实施细则》本身就规定：获奖成果的应用不得损害国家利益、社会安全和人民健康。　　那么，这种“卷烟技术”到底是什么技术呢?“中式卷烟特征理论体系构建及应用”公示材料称：“在激烈国际化竞争背景下，只有突出中式卷烟特色，才能确立中式卷烟的比较优势。”很明显，所谓的“卷烟技术”，就是为了突出中式卷烟的优势，也就是说让卷烟站稳市场地位。一种商品的优势，不仅体现在质量上，更多的是通过销售业绩来评判市场优势。那么，这种“卷烟技术”就是“通过加香、提高口感等方法构建所谓的"中式卷烟"，从而促进烟草消费，促使了卷烟的更大规模流行”。　　无需赘述，这项“卷烟技术”所起的作用，已经与国际性的“控烟”潮流背道而驰了。“控烟”的目的是逐步减少“烟民”，而“卷烟技术”的成果就是让吸烟变得更加美味，更加舒适。这个倒忙帮得也太见利忘义了。　　其实，烟草业本来就是一个见利忘义的行业。在“中式卷烟特征理论体系构建及应用”公示材料中，这项“卷烟技术”的成果赫然：项目研究成果用于红云红河集团、湖南中烟等近10个烟草工业企业，以及华宝、华旭升、瑞升等香料企业的烟草加工、香精香料加工、卷烟调香等。研究成果的应用，“提升了产品质量和市场适应性，近三年累计实现新增销售收入1735.74亿元，新增利税1421.8043亿元”。这可能就是“卷烟技术”能名列国家科技奖受理项目的经济资本。　　在发展经济大潮下，烟草这种对GDP有强劲推动力的行业，不但是烟民的精神鸦片，而且是国家经济难以割舍的依赖。如果看在钱的份上，借用四川农村的一句民谚：黄猫、黑猫，只要捉住老鼠就是好猫，但烟草这个很能赚钱的行业也不能算作是“猫”。因为，猫捉老鼠是有益无害的，所以可以无论黄猫、黑猫。但烟草这种有害的东西，只能算作老鼠。因此，“卷烟技术”对烟草行业的贡献，就像一只“会捉猫的老鼠”，它“猫”捉得越多，社会危害就越大。这样说来，即使因某种无法割舍的利益牵制，暂时还离不开这只“会捉猫的老鼠”，但让它与那些保护社会、造福人类的“好猫”平起平坐，还可能获得一顶桂冠，就有点大逆不道了。

一般市民可能想不到，生物研究室做试验用的老鼠很不一般，一些特定基因的美国小鼠，花钱都买不到。　　事件：6只美国小鼠被放行　　昨日，记者从河南出入境检验检疫局获悉，郑州大学为完成2009年国家自然基金课题项目研究，从美国进口了6只SPF(无特异病原体)小鼠，这是我省首次进口美国SPF小鼠。近日，经过30天的隔离检疫，这6只小老鼠被顺利放行。　　表面上看进口小鼠不是大事，但河南出入境检验检疫局却颇费工夫。河南出入境检验检疫局动检处副处长郭启祥说，在进口小鼠之前，他们便与郑州大学生物工程系改造了隔离检疫场并进行防疫消毒。同时，河南出入境检验检疫局还对饲养人员进行了相关知识培训，使其熟悉SPF小鼠隔离检疫期间的疫病防控、饲养管理等。　　此外，在隔离期间，出入境检验检疫局工作人员还不定期地对SPF小鼠的消毒情况、饲养管理情况、环境温湿度情况、粪便及垫料的无害化处理情况、记录情况进行监督检查。　　依照我国要求，为防止动物疫病传入国内，在从国外进口动物到我国后，都需进行1个月左右的隔离检疫，做试验用的小鼠也不能例外。　　身份：6只小鼠全是美国赠送的　　实验室搞研究，随便抓几只小老鼠不行吗?郭启祥说，做试验用的小鼠分众多种类，对一般科学研究而言，国内培育的试验小鼠基本可以满足，但对于此次郑州大学所进行的研究来说，就不行了。　　SPF小鼠是国际公认的标准实验动物，可用于多种科研实验。这种小鼠不仅不携带特定病原体和寄生虫，而且是经无菌鼠剖腹产出后饲养于屏障系统中、实施严格的微生物和寄生虫控制培养而成的。　　郭启祥说，此次进口的6只SPF小鼠，全部为黑色，将会在郑州大学生物工程系内进行免疫研究。负责该项研究的人是郑州大学生物工程系副主任、河南省生化与分子生物学学会副秘书长康巧珍博士。　　由于康巧珍是美国纽约血液中心博士后，此次研究是美国纽约血液中心与郑州大学共同进行的一次课题研究，而所进口的6只SPF小鼠，全是美国赠送的。　　康巧珍说，试验小鼠在进入我国后，其生活环境、湿度、消毒、饮食等都要按照国家试验动物标准(SPF标准)进行，就连小鼠呼吸用的空气都需要经过过滤。此外，一旦试验人员与其接触，不但要进行全面消毒，且整个操作过程也有一定的规范。　　现状：美国试验小鼠有价难求　　因美国SPF小鼠不携带特定病原体和寄生虫，这种小鼠往往不容易得到。郭启祥说，去年，新乡一所高校的负责人曾找到他，希望通过河南出入境检验检疫局从美国进口几只SPF小鼠，尽管我省为该医学院办齐了许可证等所有的手续，但由于美国那边未能通过，因此未能成功进口。　　现在，每年有超过2500万只老鼠被用于科学实验。在美国，生物技术公司可以在老鼠身上进行他们自己想要的基因变异，随意插入或删除某个基因。由于需要特定的基因改变，定制老鼠的总成本通常很高。　　国外：老鼠商一年赚5亿美元　　饲养实验室老鼠，在美国已经成为一个庞大的产业。　　在美国，有很多老鼠卖家。位于美国缅因州的非营利供应商杰克逊实验室，每年送出超过200万只老鼠。位于马萨诸塞州的商业性老鼠饲养公司——查尔斯河实验室，靠出售和看护实验室动物，其中绝大多数是老鼠，每年可以赚到5亿美元。　　据了解，在国外，如果老鼠有某种疾病，你还得加钱才能买到。一只有关节炎的老鼠售价将近200美元 两对患有癫痫病的老鼠，售价高达2000美元 想要3只瞎子老鼠吗?准备大约250美元吧。如果想自己定制一只特殊的老鼠，亲自决定改变老鼠的哪个基因，估计得花10万美元。　　尽管这是一个很赚钱的行业，但这也是一个很有挑战性的生意，不是普通的饲养和运输动物那么简单，还需要高科技以及成熟完善的服务。　　国内：目前也有一些卖老鼠的商家　　由于老鼠的基因与人类基因惊人相似，老鼠一直是科学实验的主要工具，它已成为新药和医学试验的关键工具。与国外一样，国内目前也存在一些销售老鼠的商家。　　业内人士告诉记者，培育试验小鼠在我国已经起步，一些医学研究所目前正在成为出售小鼠等实验动物的卖家。如西安一家神经科学研究所目前就拥有8个品系的小鼠，其每只的销售价格在15元~250元之间。　　而一些隔离场地建设机构，还把养殖这些小鼠过程中掌握的饲养、管理经验写成了书，公开进行销售。　　此外，根据我国实验动物环境及设施2001年新国标的规定，对大小鼠的饲养和实验环境设施要求全过程达到SPF级。尽管全国军地各大医院、高校及科研院所，先后新建了用于大小鼠饲养、实验的屏障系统环境与设施，但由于这种环境设施硬件新、改建和维持费用相当高(100万～1000万不等)，收取的实验动物与动物实验的费用太低，领导一味追求动物实验室直接经济效益，忽略间接效益和社会效益等原因，使得众多机构难以维持。

英国的生物家认为，可以用蛾、毛虫和果蝇等昆虫替代老鼠，进行药物试验。　　科学家已经发现，哺乳动物与昆虫的一些主要细胞在感染病原体之后，产生类似的抗病化学反应。最新发现意味着，以前用老鼠来进行的药物试验，有80%可以用昆虫替代，可望替药厂省下大量的时间和金钱。　　爱尔兰国立大学的生物学家卡瓦纳，在爱丁堡举行的微生物医学年会上发表了研究成果。他说：“现在通常的做法是，在新药研究过程中，初步试验用幼虫，最后的验证试验用老鼠。”　　他还说：“这种方法比较快，因为用昆虫做试验48小时就能出结果，但是用老鼠常常需要4至6个星期，而且昆虫要便宜得多。”　　卡瓦纳和同事发现，构成人体免疫系统的嗜中性粒细胞以及血细胞，在昆虫体内也起到类似的作用，受到细菌感染后也会出现同样的反应。　　昆虫和哺乳动物的细胞都会产生结构类似的化学物质，这种化学物会移动到细胞表面杀死入侵者。他们发现，免疫细胞会把细菌包围住，然后释放出酶分解它们。

大脑因为有独特的保护机制，所以可以抵御入侵的细菌和病毒，但是这种防御机制长期以来一直是个谜。现在，一项新研究表明，大脑在保护方面具有令人惊讶的盟友：肠道。这一发现公布在Nature杂志上，由英国剑桥大学和美国国立卫生研究院的科学家领导完成。可以说，大脑是人体中最重要的器官，因为它控制着大多数其他人体系统，并且能够进行推理，智力和情感。人类已经开发出各种保护措施来防止对大脑的物理伤害：它位于坚固的头骨中，并包裹在三层称为脑膜的防水组织中。但是一直以来，科学家们都不清楚机体如何保护大脑免受感染的。在人体的其他地方，如果细菌或病毒进入血液，我们的免疫系统就会启动，免疫细胞和针对并消除入侵者的抗体就会出现。但是，脑膜形成了不可渗透的屏障，阻止了这些免疫细胞进入大脑。这项最新研究发现，脑膜是分泌浆液的免疫细胞（称为浆细胞）的所在地。这些细胞专门位于脑膜内的大血管旁，使它们能够分泌抗体“卫士”来捍卫大脑周围。当研究人员查看这些细胞产生的抗体的特定类型时，他们惊讶的发现，这些抗体通常是在肠道中发现的类型。浆细胞衍生自称为B细胞的特定类型免疫细胞。每个B细胞的表面都具有该细胞特有的抗体。如果抗原（触发免疫应答的细菌或病毒的一部分）与该表面抗体结合，则B细胞被激活：它将分裂产生新的后代，后者也识别相同的抗原。在分裂过程中，B细胞将突变引入抗体基因，改变了一个氨基酸，其结合特性就略有不同。这些B细胞中的一些将产生能够更好地与病原体结合的抗体，它们就会继续扩增和繁殖；抗体结合力较差的B细胞死亡。这有助于确保身体产生最佳抗体，靶向和破坏特定抗原。通常，在血液中发现的抗体是一种称为免疫球蛋白G（IgG）的蛋白，在脾脏和骨髓中产生。但是，在脑膜中发现的抗体是免疫球蛋白A（IgA），通常在肠道内膜或鼻子、肺部内膜中生成，这些抗体可保护粘膜表面以及与外界环境接触的表面。研究团队对肠道和脑膜的B细胞和浆细胞中的抗体基因进行测序，证明它们之间是相关的。换句话说，最终进入脑膜的细胞是已经在肠道中选择性扩增的细胞，在那里它们已经识别出特定的病原体。领导这一研究的剑桥大学Menna Clatworthy教授说：“我们揭开了大脑保护自己免受脑膜之外感染的确切方法，但是发现肠道中重要的防御线，这真是令人惊讶。”“但是，实际上，这是完全有道理的：即使轻微地破坏肠道屏障也会使病原体进入血液，如果它们能够扩散到大脑中，则会造成毁灭性后果。”这项研究采用了小鼠，小鼠通常被用来研究生理学，因为它们具有许多与人体相似的特征。研究表明，当小鼠的肠道中没有细菌时，脑膜中就不会存在产生IgA的细胞，这表明这些细胞实际上起源于肠道，在那里它们被选中，识别肠道微生物，然后再留在脑膜中。当研究人员去除脑膜中的浆细胞时，就没有IgA捕获病原体了，微生物就能够从血液中扩散到大脑中。该团队通过分析在手术期间取出的样本证实了人类脑膜中IgA细胞的存在，表明该防御系统可能在保护人类免受中枢神经系统（脑膜炎和脑炎）的感染中发挥了重要作用。

中国医学科学院药物研究所王琰教授带领的研究团队深耕肠道菌代谢药物领域十余年，以自身实践为基础，编撰的《肠道菌与药物代谢》专著于近期出版。2023年2月28日，《肠道菌与药物代谢》新书推介暨2023北京肠道菌与药物代谢创新研究前沿论坛在京隆重召开，本次会议由"创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究"北京市重点实验室、中国药物代谢专业委员会& 北京药物代谢专业委员会、 《药学学报》英文刊Acta Pharmaceutica Sinica B编辑部联合主办，岛津企业管理（中国）有限公司承办，并在仪器信息网同步直播，收获了广大听众的一致好评！本次论坛由中国医学科学院药物研究所王琰教授领衔并担任主持人，携《肠道菌与药物代谢》12位编者从不同方向对该领域研究的最新成果进行学术研讨，以此推动具有中国特色的肠道菌药物代谢及分子药理学的发展，指导临床药物个性化治疗。论坛也邀请到中科院上海药物所、中国药物代谢专业委员会主任委员李川教授， 军事医学研究院毒物药物研究所、北京药物代谢专业委员会常务委员张振清教授，科学出版社上海分社周倩策划编辑，岛津企业管理（中国）有限公司李军波部长等4位嘉宾发表致辞。王琰 教授（中国医学科学院药物研究所；"创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究"北京市重点实验室主任）王琰教授作为《肠道菌与药物代谢》的主编，首先和大家分享了本书背后的故事：人体肠道中寄居着数万亿约1000种细菌，其稳态与人类健康息息相关。2007年美国NIH启动人类的微生物组计划后，肠道菌群被称为人类的第二基因组。肠道微生物与健康关系的研究迅猛发展，尤其在医学领域取得了非常显著的进步。与医学研究的发展相比，药学研究起步较晚，主要由于肠道微生物作为一个“隐形器官”，对药代药效学的了解比较少。药物、肠道菌和菌群三者间的科学规律成为我们亟需解决的问题。2012年开始，蒋建东教授和王琰教授团队开始了小檗碱基于肠道菌的药代药理研究，经过十余年的探索，构建了天然药物与肠道菌相互作用关键技术体系，并在此基础上，王琰教授团队对其他天然药物（巴戟天寡糖、逍遥丸等）活性成分进行研究。2019年8月，恰逢科学出版社准备编辑“药物代谢及药代动力学”系列丛书，经复旦大学马国教授推荐，并得到了科学出版社周倩编辑的高度重视，历时1年多完成了此书《肠道菌与药物代谢》的编写，成为我国第一部详细记录肠道菌代谢药物方法、理论及实践的专业书籍。对本书主审蒋建东院士表示了崇高敬意和由衷感谢，并诚挚感谢十年来为此领域做出贡献的合作者、老师和学生等。李川 教授 / 主任委员（中科院上海药物所 中国药物代谢专业委员会）李川教授：肠道菌与人体共生，能够帮助人体摄取营养和能量，维持肠上皮组织的动态平衡、代谢外源性药物和毒物、构建黏膜免疫系统、屏蔽病原微生物。近20年来，人们越来越关注肠道菌对人体健康的影响，其菌群组成和代谢能力的改变与许多疾病的发生发展密切相关。在这次新冠疫情防控中，肠道菌及肠屏障对于预防二次感染，降低轻型/普通型向重型/危重型转化十分重要。王琰教授主编的这部专著从理论、方法、技术多角度系统阐述了近年在肠道菌群和药物代谢，特别是中药代谢方向的最新科研动态和应用，值得同行认真学习参考！《肠道菌与药物代谢》是中国药代动力学界新近出版的一部十分重要的学术力作，也是我国肠道菌与药物代谢方向的第一部专著，必将对我国药代动力学的学科发展产生积极影响。最后对王琰教授的工作表示感谢和高度认可。张振清 教授（军事医学研究院毒物药物研究所 北京药物代谢专业委员会）张振清教授：《肠道菌与药物代谢》这本书出版后，已经看了三分之一。他指出，本书共分了13章，前七章是总论，总论不仅是对药物代谢的讲解，它是对整个药学研究、对整个菌群的认识来讲的。进一步表达了肠道菌群对药物研发、对生命科学的重要性。对这本书的总印象是，既有理论基础，又结合实际，非常丰富。此书又把他带到对菌群的另一个高度的认识。张教授认为，这本书对从事药物代谢研究、进行新药研发、包括临床治疗的工作者，起到了灯塔、桥梁、船的作用，是一个方向标能够把我们的视野带到彼岸。特别感谢岛津公司对其科研领域遇到的问题提供帮助和技术支持。周倩 策划编辑（科学出版社上海分社）周倩编辑：《肠道菌与药物代谢》为药物代谢与药物动力学系列学术专著中的一册，在出版后两个月进行了重印，一年内重印了三次。在《药学学报》及哔哩哔哩上都有推荐，当当、京东及淘宝三大图书平台上获得读者一致好评，一定程度上反映了该书的受欢迎程度。分析基于以下几点：第一点，主编和编委在肠道菌研究理论技术与成果上做了很好的归纳总结；第二点，肠道菌这一隐性代谢器官为越来越多的科学家和从事科研工作者所重视，对肠道菌群的研究已渗透至个体化给药、药物毒性试验、药物代谢等内源性药物研发及病理学研究等多个方面；第三点，该书是我国首部系统总结和归纳肠道菌药物代谢的著作。药物代谢研究贯穿于药物研发的整个过程，可加速药物研发速度、降低药物研发成本、推进临床精准给药、个体化给药，这也是我们做药物代谢与药物动力学系列学术著作的初衷，包括肠道菌与药物代谢在内第一辑图书都获得不错的学术界反响。李军波 部长（岛津企业管理（中国）有限公司）李军波部长：首先对这本新书的出版发行表示祝贺。李部长表示药品研发、药物分析一直以来是岛津非常重要的一个市场，岛津将一如既往地支持中国药代专业委员会以及北京药代专业委员会的工作，并介绍了“岛津杯”与各位老师的渊源。自2002年田中耕一先生获得了诺贝尔化学奖之后，岛津一直致力于对尖端科学仪器的研发、生产，尤其近些年来，随着中国分析仪器行业在全球的地位越来越重要，岛津在新仪器的研发过程中，越来越多地听取中国分析仪器行业专家，包括药代分析方面的专家的声音，以便为今后新仪器的研发做更好的参考。同时对王琰教授兢兢业业在此领域取得的成果表示祝贺，对王琰教授在分析仪器等行业输出的大量人才表示感谢。最后，李部长再次强调：岛津今后还会一如既往的支持中国药代专业委员会以及北京药代专业委员会的工作，今后希望成为我们各位科学家身边最有力的支持者和合作伙伴。12位编者带来了学术报告：会议结束前，王琰教授再次感谢本次论坛的特邀嘉宾李川教授的精彩致辞、张振清教授的指导、周倩编辑对书籍编写出版的付出、APSB编辑部刘茵副编审关于投稿的分享，以及参与本书编写及报告的12位编者，感谢岛津公司的承办、周到的策划组织支持，仪器信息网对本次会议的线上支持，衷心感谢线上各位老师和同道对本次论坛的支持，相信在大家的陪伴下，此领域研究可以取得更大的关注和成果。最后，附上王琰教授的主编寄语：作为新书《肠道菌与药物代谢》的主编，我非常荣幸地向大家介绍此书。肠道菌是人体内重要的“代谢器官”，其稳态与人类健康息息相关，而肠道菌代谢药物则成为了近年来药物代谢研究领域的新前沿。本专著主要以作者团队十余年的工作为基础，提出并阐明了肠道菌是药物代谢和体内奏效重要“器官”的理论，对今后药物（天然药或中药）的药代、药效及机理研究具有重要意义。今天，我们与中国药理学会药物代谢专委会&北京药理学会药物代谢专委会、《药学学报》中、英文刊编辑部联合主办“《肠道菌与药物代谢》新书推介暨2023北京肠道菌与药物代谢创新研究前沿论坛”的学术活动，邀请到该书的12位编者与各位观众“面对面”交流，从不同方向对该领域研究的最新成果进行解读与分享。本次活动将成为肠道菌药物研究领域的一次盛会，不仅为大家提供了交流学术思想的平台，而且必将推动该领域的创新发展。我相信该专著将为相关领域的学者和研究人员提供宝贵的参考。最后，衷心感谢本次论坛的承办单位岛津公司（中国）和仪器信息网，感谢所有为本次论坛做出贡献的老师和研究生！祝愿本次活动取得圆满成功！ 中国医学科学院药物研究所 “创新药物非临床药物代谢及PK-PD研究”北京市重点实验室 王琰 2023年3月1日附书籍购买链接：当当网：http://product.dangdang.com/29403223.html京东：https://item.jd.com/13747474.html

肠道微生物与人体健康研究进展！百欧博伟生物：人类肠道中定居着许多对宿主有益的微生物，包括细菌、病毒、真核生物等，它们在肠道内能与其他微生物及免疫系统相互作用，对人体健康具有重要影响，被称为“被遗忘的器官”，它们的基因组也被誉为人类的“第二基因组”，与人体的能量代谢及物质代谢有关。本文总结了人体肠道中病毒、真核生物、细菌和宿主免疫系统的相互作用，微生物群的失衡可能导致的疾病如肥胖和克罗恩病等，以及微生物环境在人体内的成熟过程，期望有助于诊断和治疗与肠道微生物失衡相关的疾病。一、人体肠道微生物人体的微生物主要分布在体表、肠道和口腔，微生物的种类及数量构成是不同的。其中，肠道中的微生物数量约为机体自身细胞（1013）的10倍，在自然界中，结肠中分离出的微生物密度最高，人体粪便干重的 60%为细菌。已有文献表明，婴儿肠道菌群的结构差异较大，而随着年龄的增长，正常成年人的肠道菌群结构趋于近似，拟杆菌属占肠道菌群的30%，而肠杆菌属和肠球菌属的含量少于1%。肠道中的专性厌氧菌本身对于维持肠道菌群结构的平衡起着至关重要的作用，专性厌氧菌在肠道中形成菌膜屏障，主要通过2条途径阻止肠道潜在致病菌（通常为兼性厌氧或需氧菌）及毒素对肠上皮细胞的黏附及侵袭：其一，通过与肠上皮细胞紧密结合，占据空间；其二，通过竞争营养物质，产生酸性代谢产物，降低肠道中的pH值。为进一步了解人体生理状况与自身微生物之间的相互作用和关系，2007年12月19日，美国国立卫生研究院（NIH）人类路线图计划（road map plan）正式启动一项新的基因工程——人体微生物群系项目（Human Microbiome Project，HMP），旨在确定不同个体间是否存在共同的核心微生物群系，研究人体微生物群系变化与人体健康状况之间的关系，开发新的技术和生物信息学工具，关注HMP项目相关的伦理、法律和社会问题等。目前研究人员已经开展了500多个细菌基因组的测序工作，这些参考细菌基因组主要来源于人体胃肠道（29%），其次为口腔（26%）和皮肤（21%），最终这个数据库将包含900多种人体内细菌、真菌和病毒的基因组。分析结果显示，人体内的微生物具有惊人的多样性，即使是孪生姐妹，其微生物群中细菌的相似程度也低于50%，而病毒的相似度更低。同时还发现了一些新的基因和蛋白质，其中有些对人类健康发挥重要作用，有些与疾病密切相关。通过这些研究，人们正逐渐了解究竟是什么因素决定了人体的微生物群，其中宿主的遗传基因对微生物群的形成起到了重要的作用。研究证明，特定的基因位点对细菌群落的构成有影响，而对病毒的影响有待考证。2010年，欧盟资助的“人类肠道宏基因组计划”开始进行迄今最大的肠道细菌基因研究，旨在探索人类肠道中的所有微生物群落，进而了解肠道细菌的物种分布，为后续研究肠道微生物与人的肝硬化、肥胖、肠炎、糖尿病等疾病的关系提供重要的理论依据。以前的研究通常着眼于真核生物、病毒与人类疾病的关系，其实，健康人体也含有大量的病毒和真核生物。人们低估了健康人体中病毒的丰富度，近期从人体提取出的大量全新的病毒片段证明了人体病毒构成方式与细菌一样，也很多样化。因此，人们亟须将视野从个体研究转移到群体研究上去。通过微生物预测个体未来的健康情况,人们首先需要测定人体微生物环境随时间产生的变化。结果显示，健康人体的细菌、真核生物含量及组成相对而言更加平稳，一些外界变量，包括饮食习惯改变、疾病和环境等则可能导致人体微生物内环境的变化。其中，饮食习惯改变对人体微生物环境有巨大影响。在一年内，健康的成人体内 95%以上的病毒序列只有极小的变化，这意味着病毒环境基本不变。Minot 等的实验则证明，节食可以使不同的成年人的病毒环境趋于一致。另外，在小鼠实验中研究人员发现，将高糖、高脂的饮食习惯改变为低糖、低脂的饮食习惯，可以在一天内改变小鼠的微生物环境。节食也会影响到真核生物的生长分布，以动物脂肪为主要能量来源的人，其微生物内环境含较多的拟杆菌属，而以碳水化合物为主食的个体则含有较多的普氏菌。人体的微生物环境是在出生时决定的，婴儿的出生方式对其未来的人体微生物环境建立有着巨大的影响。母体的羊水中有少量的微生物，其种类、数量都很少，这是人体接触的第一类微生物。通过检测胎便中的 DNA 片段，可以证明羊水中有少量细菌。接下来，婴儿的微生物环境会受到其出生后遇到的第一个外环境影响，如果是正常顺产，其体内微生物群来自母体的阴道；如果是剖宫产，其体内微生物群来自母体的皮肤环境。事实证明，顺产婴儿的体内微生物环境与母体的阴道微生物种类相似。相对的，剖宫产的婴儿微生物群与体表分布相似，多含有金黄葡萄球菌和丙酸杆菌等。另外，剖宫产的婴儿排泄物中细菌种类少，且体内含有更多的免疫细胞。婴儿体内的细菌和病毒丰富度会随着时间而增加，其种类也会有所变化。最初的人体微生物多为好氧微生物，因为肠道内最初有氧，随后逐渐被成人体内常见的厌氧微生物取代。婴儿的肠道微生物环境构成变化很快，大部分第一周检测出的微生物在第二周之后就消失了，在前三个月内，婴儿的肠道微生物一直以这样的速率变化着。这与成年人一年内95%微生物种类不变的现象不同。母乳、配方奶粉中并未检测到病毒片段，这说明在喂养婴儿之前，婴儿就已经通过环境、母体获得了大量的微生物。对单独的婴儿个体的跟踪研究证实，婴儿出生后其体内的微生物种类随时间增加，而其微生物环境在使用抗生素、食用固体食物等几个时间点会产生巨大的变化。宏基因组学方法揭示了婴幼儿的微生物环境是如何变得越来越复杂多样。最初，婴儿的食物是母乳及奶粉，这使得其微生物环境变得适宜消化、利用乳酸。在进食固体食物前，婴儿已具有消化植物性多糖的能力，这说明在更改食谱前，婴儿已做好了从母乳转向固体食物的准备，而并非由外界环境的变化所引起。第一年内，婴儿的微生物环境开始向成年人的方向靠拢，在2.5年时，几乎与成年人并无不同。一旦微生物环境成熟，就会长期保持稳定，直到老年。研究人员发现，老年人体内的微生物环境与年轻人不同，尤其是杆菌属和梭状芽孢杆菌2类。另外，老年人的微生物环境构成种类远比年轻人要多，这可能是由于老年人多患有各种疾病，药物的使用会对微生物构成造成影响。抗生素对人体微生物环境的平衡有着巨大的影响，使用抗生素后，平衡的人体微生物环境被打破，所有微生物类群都会受到不同程度的影响，有的类群在治疗后数月都不能恢复。这种失衡导致外界的微生物入侵人体，取代了原本平衡健康的微生物环境，导致疾病。另外，长期、重复使用抗生素会增加整个微生物环境对抗生素的抗性。二、免疫系统与微生物免疫系统与微生物之间有着复杂的关系。首先，免疫系统的成熟完善过程离不开微生物。利用无菌小鼠动物模型研究发现，无菌小鼠肠道中IgA的分泌量减少，肠道淋巴组织减少，Peyer 斑和肠系膜淋巴结变小。这说明由于肠道内有共生菌，肠黏膜表面分泌 IgA，而一旦肠道内菌量减少，IgA 的分泌量也会减少。因此，肠道菌群促进了淋巴组织成熟并分泌IgA的过程。在先天免疫系统中，免疫细胞通过微生物群相关分子模式（microbe associated molecular pattern，MAMP），如细菌的细胞壁内容物（脂多糖、肽聚糖）、鞭毛等，识别不同的微生物。Toll 样受体（Toll-like receptors，TLR）是一类用于识别相关微生物抗原的宿主蛋白。如果人体内没有TLR，肠道、肠系膜免疫系统无法正常运作。共生菌通过 TLR 可以增强抗炎症作用，提高免疫系统的耐受力。Nod样受体（Nod-like receptors，NLR）是另一类典型的微生物组织结构识别蛋白，可以形成炎性体，应答外界损伤类型的免疫。例如，NLRP6的缺失会导致 IL-18 量减少，从而影响一些肠道微生物的增生。后天免疫系统也会受共生菌群的影响。微生物会影响 T 细胞的分化过程，这说明 T 细胞的成熟不仅取决于细胞个体差异，也取决于外界的微生物环境。同时，共生菌反过来也会影响机体的周围环境，例如，多形拟杆菌会减少其他肠道细菌在生理过程中产生的多肽。另外，一些细菌能够通过减少自身组成蛋白质的免疫系统相关受体，减少IgA 的量，从而在人体肠道内更好地生存。因此，可以推测，如果没有微生物菌群对人体的影响，人体或许会更容易罹患自身免疫性疾病。三、肠道微生物与疾病人体肠道微生物菌群失调可以导致自身免疫性疾病、过敏反应、肥胖、炎症性肠疾病（inflammatory bowel disease，IBD）、糖尿病等。肥胖与微生物环境的关系非常密切，硬壁菌门（Bacteroidetes）、拟杆菌门（Firmicutes）细菌的含量是衡量肥胖的一个重要微生物指标。在节食的个体中可以观测到硬壁菌门的微生物量减少、拟杆菌门的微生物量增加。另外，通过对孪生姐妹的观察发现，硬壁菌门微生物的减少对应着放线菌的增加。通过对人体菌类数量的调整，个体可以更好地吸收食物中的能量，减少炎症反应。使用动物模型模拟宿主基因改变、环境因素改变导致肥胖的过程，发现通过改变微生物环境，将肥胖个体的微生物转接入健康、苗条的个体体内，能够改变能量利用的表现型，使之呈现出肥胖个体的表现型。肥胖会导致一种与普通炎症完全不同的低量炎症反应，诱导产生温和的细胞因子，如TNF-α、IL-1b、CCL2等，诱导产生肥大细胞、T细胞、巨噬细胞等。双歧杆菌的增加会导致胰高血糖素肽2增加，减少大肠的通透性，从而使病原菌的脂多糖难以异位。再如TLR5可以识别细菌鞭毛，是先天免疫系统的主要受体之一。TLR5 缺陷型小鼠的肠道微生物环境发生了巨大的变化，表现出代谢综合征。仅仅通过将肥胖小鼠的微生物环境转移至正常野生型小鼠体内，也能够导致这种代谢综合征引起的肥胖。克罗恩病（Crohn' s disease）主要表现为胃肠道功能紊乱、胃黏膜炎症反应，其病因尚不明确。目前了解到，基因组、病毒组、微生物环境等因素相互作用，共同导致克罗恩病。研究人员以 Atg16L1基因缺陷型小鼠为对象，研究环境因素与个体基因与克罗恩病的关系。使用鼠诺沃克病毒感染Atg16L1缺陷型小鼠及野生型小鼠，缺陷型小鼠的潘氏细胞不正常生长，而野生型小鼠的潘氏细胞不变，这说明病毒和致病基因共同导致潘氏细胞异常。自身免疫性疾病也与微生物环境有关。Ⅰ型糖尿病小鼠模型中，微生物环境对先天免疫系统作用，导致糖尿病。与没有自身免疫的个体相比，高风险患糖尿病的儿童基因中有着独特的微生物环境构成，其微生物种类随时间减少，而卵形拟杆菌、硬壁菌含量则相对较高。肠道微生物对多发性肝硬化和类风湿关节炎也有影响，而无菌小鼠中不会产生这些疾病。在多发性肝硬化小鼠模型中，将某些微生物引入无菌小鼠会使之变成疾病型，这是一个肠道微生物作用于后天免疫系统从而引起自身免疫疾病的典型例子。因此，利用共生菌的鞭毛多糖，可以防止自身免疫疾病。此外，还有一类由多种微生物共同作用导致的疾病，其机理较为复杂，由于不是由单独的微生物导致，研究其微生物菌群的组成及相互关系就非常重要。例如，潜伏的疱疹病毒可以保护小鼠，使宿主不被单核细胞李斯特菌和鼠疫耶尔森菌侵染，这是因为疱疹病毒诱发生成了 IFN-γ和细胞坏死因子。由此可以猜测，通过互益共生，疱疹病毒增强了宿主的健康，其终生潜伏也有益于这类病毒的生存。幽门螺杆菌会导致胃癌和胃溃疡，但大部分人群都是该菌的携带者而并无病理反应。通常，幽门螺杆菌的感染都伴随着呼吸道疾病，比如慢性阻塞性肺病和肺结核。有研究表明，感染幽门螺杆菌导致这类呼吸道疾病的患病几率增大，而近期也有研究得到了相反的结论，认为感染幽门螺杆菌会减少胃溃疡患病率，携带有幽门螺杆菌的实验猴体内含有更高的结核抗原诱导的 IFN-γ水平，从而增强了Th1反应，降低了幽门螺杆菌携带者的胃溃疡患病率。早期的细菌感染会导致分化的T细胞减少，而增强Th1反应，其机理尚不清楚。幽门螺杆菌环境通常在人出生的前10年开始成熟，并在不使用抗生素的情况下保持稳定状态。发展中国家几乎所有成年个体体内都携带幽门螺杆菌，而由于滥用抗生素等原因，发达国家的成年个体携带幽门螺杆菌的比例小很多,这将导致在该人群中居高不下的各种过敏性紊乱疾病。所以，使儿童适当暴露在较为复杂的环境中、减少抗生素的使用等，可以有效预防过敏症。随着生活水平的提高，现代生活中人们的微生物菌群已与过去不同，由于缺少了部分必需的微生物菌群信号，人体的免疫系统常常不能正常运作，自身免疫性疾病中以过敏为主的患病率大大增长，过敏原的种类也增加了许多。“卫生假说”认为，幼年接触的致病源稀少，免疫系统无法正常成熟，从而引发哮喘。在发展中国家，过敏人群远小于发达国家，这很可能是由于其庞大的家庭结构，使得每一个家庭成员有更多接触致病菌的机会，而糟糕的卫生环境、少使用抗生素等因素也增加了个体接触微生物的机会。“卫生假说”的一种可能的机理是与IL-10的反调节作用有关。IL-10 是一种抗炎症反应的细胞因子，在先天免疫和后天免疫过程中都发挥着重要作用。当微生物入侵人体后，会导致IL-10分泌量增加，减缓炎症反应，同时使人体暴露在过敏原中。另外，基因与环境共同作用，会影响人体过敏反应。例如，血清 IgE水平与CD14启动子区的单核苷酸SNP位点有关。拥有该基因的儿童，若与宠物狗接触更多，则有较高的IgE水平。寄生虫也会导致人体分泌IgE，有人认为，由于西方国家人们接触寄生虫较少，导致西方国家人群易产生过敏症状。四、结语为了更好地理解疾病与人体微生物间的关系，亟须设定一种通用评判标准，用以衡量人体微生物环境的构成和丰富度，并依此判断人体的健康程度。另外，如何完整地衡量微生物、人体、外界环境之间的关系，从而对可能产生的疾病进行预判，也是一个未来研究的方向。总之，虽然已进行了许多相关研究，但缺少一个统一的评判标准，这是该领域研究所面临的最大问题。另外，在一些案例中，从一个健康的个体环境引入新的微生物可以治疗一些疾病，使患病个体环境恢复稳态，如将肥胖个体的微生物群转移至健康野生型个体中，会将野生型个体转变为肥胖个体。那么，我们为什么不能通过这种转移微生物菌群的方式治疗相关疾病呢？这是因为，首先，人们尚未寻找到一个合适的体外转移条件；其次，不同的研究人员对“健康个体”并没有一个相同的衡量标准；第三，人们尚不清楚不同的患病个体需要对应怎样的健康个体。因此可以看出，在微生物治疗上，我们仍有很长的路要走。欢迎访问中国微生物菌种查询网，本站隶属于北京百欧博伟生物技术有限公司，单位现提供微生物菌种及其细胞等相关产品查询、咨询、订购、售后服务！与国内外多家研制单位，生物医药，第三方检测机构，科研院所有着良好稳定的长期合作关系！欢迎广大客户来询！

原标题：“毒奶粉”的毒性与肠道细菌有关　　上海交通大学和美国北卡来罗纳大学格林波洛分校的研究人员对近年来毒奶粉事件中的主角——“三聚氰胺”在哺乳动物体内的毒性进行了系统研究，成果近日发表于《科学》杂志的子刊《科学—转化医学》。美国北卡罗来纳大学的贾伟(Wei Jia)教授(贾伟科学网博客)和上海交通大学的赵爱华(Aihua Zhao)副教授为这篇论文的共同通讯作者。　　三聚氰胺是一种用于制造塑料、涂料、化肥等化工产品的工业原料。由于其含氮量高达66.6%，近年来该化合物被一些不法厂家添加进牛奶用以增加食品的蛋白质测试含量。2007年美国发生猫、狗等动物中毒死亡的事件，经查这些中毒的动物曾经食用了被添加三聚氰胺的宠物食品。在2008年中国“毒奶粉”事件中，中国多个省份数万名婴儿因食用被添加了三聚氰胺的奶粉后出现肾结石和肾功能衰竭。　　由于三聚氰胺被认为在人体中不吸收，难以单独形成结石，迄今其临床毒性机制一直不甚明了。这项研究工作首次发现了2008年中国毒奶粉中的三聚氰胺引发的婴幼儿肾衰竭是和肠道细菌的代谢有着密切关系。一些肠道细菌，尤其是Klebisella属的细菌，具有代谢含氮化合物的活性，能够在肠道中代谢三聚氰胺，转化为三聚氰酸并逐步将其降解。三聚氰胺和三聚氰酸本身毒性极低，但极易互相结合形成晶体，这两类物质进入血液循环后，在肾小管中与尿酸结合形成大分子复合物类的结石，堵塞肾小管，导致肾毒性。　　研究人员在前期研究中发现，由三聚氰胺单一化合物导致的肾毒性大鼠模型的肾脏中有结石形成，同时肠道细菌的代谢产物也发生显著的变化。因此，他们提出了三聚氰胺的毒性和肠道细菌代谢存在相关性的假说，并在实验中发现三聚氰胺的肾毒性在大鼠肠道细菌通过广谱抗生素抑制时出现显著的下降。体外实验进一步证实三聚氰胺可以被实验动物的粪便中培养出的肠道细菌所降解，这些肠道菌利用三聚氰胺作为氮源进行生物降解，通过连续脱氨基作用逐步形成三聚氰酸二酰胺、三聚氰酸一酰胺、三聚氰酸。研究者在种类繁多的肠道细菌中发现Klebsiella属的细菌并验证了其对三聚氰胺转化能力，他们将Klebsiella属细菌定植于大鼠的肠道中，发现三聚氰胺的毒性显著增加，肾脏中的结石数目增多。由此明确肠道细菌尤其是Klebsiella属能转化三聚氰胺生成三聚氰酸，进而产生结晶而具有肾毒性。研究者最后通过肾脏中三聚氰胺、三聚氰酸、尿酸的比例，以及体外重结晶实验，推断出三聚氰胺在肾脏中形成结石的动态过程，即三聚氰胺和三聚氰酸首先结合形成晶核，继而形成三聚氰胺-三聚氰酸-尿酸的共结晶，结石堵塞肾小管导致肾脏中毒。　　人们在日常生活中对饮食、药物的代谢能力和生物反应存在着显著的个体差异，而这些代谢和毒性反应上的个体差异很大程度上可能来自于肠道微生物的差异。相关研究发现，不到1%的婴幼儿在食用含三聚氰胺奶粉后出现三聚氰胺所致的肾毒性和泌尿系统疾病，这样的结果提示这一部分婴幼儿之所以发生中毒现象，是由于他们的肠道含有较高丰度的能够代谢三聚氰胺的细菌如Klebsiella菌的缘故。

中枢神经系统的自身免疫性疾病，如多发性硬化、视神经脊髓炎谱系障碍，以慢性、进行性神经炎症、脱髓鞘和神经变性为特征。这些疾病在发病率和临床特征上都表现出强烈的女性倾向，其患者多为中青年女性。随着疾病的进展逐渐失去自主活动能力。已有的治疗药物多为对症治疗，选择品种有限且价格昂贵，无法得到根治，给家庭和社会带来巨大的负担。因此，迫切需要开发能够有效延缓这类疾病进展的药物，而目前对这类疾病认识有待更新，拓展研究思路是建立新的治疗方法的重要基础。　　2023年11月21日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)、神经科学国家重点实验室周嘉伟研究组、中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究组、中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心朱正江研究组与上海交通大学医学院附属瑞金医院神经内科陈晟团队合作在Immunity上发表了文章Intestinal epithelial dopamine receptor signaling drives sex-specific disease exacerbation in a mouse model of multiple sclerosis(肠道上皮细胞多巴胺受体信号驱动雌性多发性硬化小鼠疾病进展)，利用基因修饰小鼠和药理学实验方法以及多组学联合分析，他们发现，肠道上皮细胞多巴胺D2受体(IEC DRD2)过度激活可以选择性地在雌性小鼠中改变肠道菌群的组成及其代谢物水平，从而促进多发性硬化的发病。此研究聚焦中枢神经系统自身免疫性疾病研究前沿，独辟蹊径，通过跨系统研究，揭示了肠道远程调控中枢神经系统自身免疫性疾病易感性的新机制，为建立具有性别选择性的中枢神经系统自身免疫性疾病干预手段开辟了一条新途径。　　　　已知，肠道微生物群失调促进多发性硬化的发展。在多发性硬化动物模型中，肠道微生物群在疾病的起始阶段、效应阶段和调节阶段以及个体对药物治疗的反应中都起着关键作用。然而，由于个体之间，肠道微生物群组成的差异很大，迄今，国内外医学界未能建立起具有广泛代表性的“核心微生物群表型”。肠道上皮细胞为胃肠道构筑了一条防线，不仅可以隔绝肠腔及其内容物，还可以整合肠腔内的多种菌群信号，以维持胃肠道正常生理功能。据报道，有多种与多发性硬化相关的肠道细菌可以产生多巴胺受体激动剂，因此，作者设想，肠道上皮细胞多巴胺受体介导了菌群和宿主相互联系，并且这种联系在多发性硬化发病过程中发挥重要作用。　　为对上述设想予以验证，作者分别构建了在肠道上皮细胞分别特异性敲除多巴胺D2、D3、D4受体的小鼠，同时根据文献提供的肠道细菌产生大量的多巴胺受体激动剂苯乙胺这一线索，利用实验性自身免疫性脑脊髓炎作为多发性硬化动物模型，观察在上述基因缺失的情况下，小鼠行为学、病理学的变化，并作多组学分析，之后，使用小胶质细胞系和野生型小鼠对所发现的差异代谢物进行筛选，寻找和鉴定可以减轻动物模型发病严重程度的代谢物。同时收集多发性硬化患者和健康对照的粪便样品用于靶向代谢物检测，验证苯乙胺含量与多发性硬化发病之间的相关性及性别差异。　　首先，通过代谢组学检测，作者发现，多发性硬化患者粪便中苯乙胺含量显著高于健康对照，且存在性别差异。通过条件性基因敲除等实验方法，观察到只有肠道上皮细胞多巴胺受体D2，而不是D3和D4基因缺失，可显著缓解多发性硬化小鼠模型发病的严重程度。通过与野生型对照组转录组的对比，发现DRD2敲除的多发性硬化小鼠模型中，肠道溶菌酶等抗菌肽表达量显著减少 同时通过16s rRNA测序，发现在造模前和发病高峰期肠道菌群组成出现显著差异 通过同笼饲养和抗生素处理，发现DRD2在多发性硬化小鼠模型的作用是肠道菌群依赖的 通过非靶向代谢学检测和代谢精准分析术 MetDNA，鉴定了47种只在雌性小鼠脊髓中存在差异的代谢物。之后，利用小胶质细胞细胞系BV2细胞和野生型小鼠对这些差异代谢物进行筛选，确定了N-乙酰赖氨酸可以在整体动物和体外培养细胞水平显著抑制炎症反应，从而缓解自身免疫性脑脊髓炎的发病。　　为了进一步探究N-乙酰赖氨酸抑制炎症的分子机制，利用磁珠分选、流式细胞分选等方法，将脊髓中的小胶质细胞分离并进行转录组测序及单细胞测序。发现N-乙酰赖氨酸显著降低了多发性硬化相关小胶质细胞的比例，提高了增殖性小胶质细胞和稳态小胶质细胞的比例。表明N-乙酰赖氨酸有利于恢复多发性硬化小鼠模型失衡的中枢神经系统免疫稳态。　　传统观点认为，性激素等在中枢神经系统自身免疫性疾病发病过程中发挥重要作用。本研究显示，肠道的苯乙胺-多巴胺D2受体-溶菌酶信号轴是决定雌性动物或中青年女性群体对多发性硬化发病易感性的重要因素，这是对传统观点的新的延伸和拓展。作者还揭示了肠道—微生物群——脑的相互作用是如何调控中枢神经系统免疫稳态，这一调控方式突出了宿主肠道细胞本身对肠道菌群的核心作用，为发展基于肠道上皮细胞活动调控的脑疾病干预方法提供了新的分子和细胞基础。N-乙酰赖氨酸的抑炎作用的发现为研发适用于女性多发性硬化患者的神经炎症治疗方法提供了新的机会。　　该项工作由彭海蓉博士、邱佳倩、周勤明博士和博士研究生张彧锴在周嘉伟研究员、宋昕阳研究员、朱正江研究员和陈晟教授的指导下完成，课题组的其他成员积极参与，并得到了中国科学院上海营养与健康研究所肖意传、邱菊研究员的大力协助，因此，是众多课题组通力合作的结果。　　在雌性小鼠中，粪便中较高的苯乙胺浓度会引起肠道上皮细胞中的DRD2过度激活，促进溶菌酶和防御素表达量增加。这些过量的抗菌肽，对细菌的杀伤力增强，因此，乳酸杆菌等对溶菌酶敏感的菌种在雌性小鼠体内减少。而乳酸杆菌产生的N-乙酰赖氨酸对小胶质细胞介导的炎症具有很强的抑制作用，是缓解中枢神经系统自身免疫性疾病，如多发性硬化的物质基础之一。　　原文链接：https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.10.016

UNC Lineberger综合癌症中心的科学家和同事们于2020年10月30日发表在《Science》杂志上的一项新研究表明，如果小鼠的肠道中有特定类型的细菌，暴露在可能致命的全身辐射水平下也可以免受辐射损伤。在临床环境中或意外暴露时吸收的辐射会对组织造成损害。在这项研究中，细菌减轻了辐射暴露，提高了血细胞生产的恢复和胃肠道（GI）的修复。研究人员指出，一组“精英”小鼠的肠道中有两种细菌，即毛螺菌（Lachnospiraceae）和肠球菌（Enterococcaceae），如果它们肠道中有大量的这两种细菌，就能够强烈地抵抗强辐射的影响。对人类来说，这两种细菌在接受放疗的有轻度胃肠道症状的白血病患者中大量存在。研究表明，这两种细菌的存在导致丙酸盐和色氨酸小分子的产量增加。这些代谢物提供了长期的辐射防护，减少了对骨髓干细胞生产的损害，减轻了严重胃肠道问题的发展，并减少了对DNA的损伤。在一些国家，这两种代谢物都可以作为健康补充剂购买，但之前没有证据表明这些补充剂对暴露在强辐射下的人有什么帮助。“这些有益的细菌引起了肠道代谢物的深刻变化，”通讯作者、北卡罗来纳大学医学院遗传学教授，以及Lineberger免疫学项目的共同负责人Jenny P.Y. Ting博士说。高水平辐射对身体器官的损害，无论是意外照射、癌症放疗、靶向辐射攻击等，都可能导致严重疾病甚至死亡。体内的血细胞和胃肠道的组织更新很快，因此特别容易受到辐射损伤。然而，在保护方面，胃肠道拥有超过10万亿微生物，它们在限制辐射引起的损害方面发挥着重要作用。文章一作Hao Guo博士说：“很多机构已经做出了大量努力来缓解急性辐射症状，然而，这仍然是一个长期未解决的问题。 我们的工作产生了一个细菌和代谢物的综合数据集，可以作为一个强大的资源，在未来的微生物研究中确定可行的治疗目标。”由于广泛用于癌症治疗的放射疗法通常会导致胃肠道副作用，研究人员希望了解他们在小鼠身上的实验如何能转化为人类。他们研究了21名白血病患者的粪便样本，这些患者将接受以干细胞移植为前提的放射治疗。科学家们发现，腹泻时间较短的患者比腹泻时间较长的患者具有更丰富的毛螺菌和肠球菌。这些发现与研究人员在小鼠身上的发现密切相关，尽管Ting警告说，需要更大规模的研究来验证这些结论。重要的是，对于人类的潜在用途是补充了毛螺菌的小鼠的癌症放疗益处并没有减少。“粒细胞集落刺激因子是唯一一种被FDA批准作为高剂量辐射暴露的有效对策的药物，但它价格昂贵，而且有潜在的副作用，”Ting说。“然而，我们可以培养的细菌，特别是相对便宜的代谢物，以及我们所吃食物中已经含有的元素，可能是一个很好的替代品。”研究人员希望能很快在人群中开展一项临床试验，以测试将这些代谢物提供给接受辐射的患者的益处。预祝项目在人体验证环节取得成功，一旦补充微生物成为处方，不仅是癌症患者的福音，也拯救了从事放射治疗的医护人员。

2016年8月10日上午，中国科技大学先进技术研究院与合肥赛为智慧医疗有限公司签订了共建国内首个肠道微生物稳态研究联合实验室和肠道健康菌群生物样本库合作协议，签约仪式在中科大先研院未来中心成功举行。合肥市副市长王翔先生亲率高新区、发改委、科技局、经信委等部门负责人出席了签约仪式。　　(中国科技大学先进技术研究院正面图)　　今年5月13日，美国白宫科学和技术政策办公室(OSTP)与联邦机构、私营基金管理机构一同宣布启动“国家微生物组计划”(National Microbiome Initiative，简称NMI)，这是奥巴马政府继脑计划、精准医学、抗癌“登月”之后推出的又一个重大国家科研计划。(赛为智能董事长周勇与中科大先研院签约成功)　　肠道微生物是近些年的研究热点，它们寄生在人类肠道中，数量是我们自身细胞的数倍。研究者发现肠道菌群在人体免疫系统、代谢系统等方面起到重要作用。肠道菌群还与人体呼吸性疾病、衰老以及癌症关系密切。在药物使用方面，研究者也在关注肠道微生物与抗生素、免疫治疗的关系。实际上，研究者已把肠道微生物作为用药的对象来对待，肠道菌群俨然已是一个不可忽视的人体器官。(与会人员集体合影)　　中国许多科学家多年来一直致力于微生物的研究，且在该领域也取得了许多突破性的科研成果。此次中科大与赛为共建联合实验室，将依托中科大的人才优势，重点开展肠道微生物稳态研究，建立肠道菌群生物样本库。中科大教授周荣斌说，联合实验室建立后，我们将开展肠道菌群结构及稳态维持与人体健康的机制研究，肠道微生态与肠道免疫微环境互作机制及疾病干预策略研究，建立中科大赛为肠道健康微生物样本库，包括健康人和疾病人群的肠道菌群库，并与医疗机构合作开展肠道菌群移植的临床研究。(赛为智慧医疗总经理王京苏发表演讲)　　合肥赛为智慧医疗有限公司是深圳上市公司赛为智能投资建立的从事医疗新技术研究、推广、应用的大健康产业公司。公司拥有一批从事人体微生态领域研究的国内外专家团队，建有符合GMP规范要求可满足标准化制备的生物实验室。(赛为智慧医疗总经理王京苏接受采访)　　赛为智慧医疗总经理王京苏先生告诉记者：公司将依托“中科大先研院-赛为肠道微生物稳态研究联合实验室”，运用宏基因测序技术对肠道菌群基因进行检测，通过采集健康人群和疾病人群的粪便样本，建立人类肠道微生物大样本库和大数据库 同时，就肠道微生物对人体的免疫、代谢和疾病的相关性进行基础科研探索，以及临床应用研究，以期让基础科研服务于临床，开发一系列可用于医学治疗或人类健康调节的微生态制剂，有望解决人类使用抗生素、放化疗引起的难治性腹泻、便秘、胃肠炎以及克罗恩病、溃疡性结肠炎等肠道疾病，甚至肥胖、哮喘、自闭症、忧郁症、糖尿病、癌症等疑难杂症。此外联合实验室还将为社会提供“私人订制”的肠道菌群存储、宏基因测序服务，并联合医疗机构为患者提供健康菌群移植的临床研究和应用服务。

意大利科学家在最新一期《自然生态与进化》杂志发表的一项研究指出，与摄入较少微塑料的海鸟相比，摄入高水平微塑料的野生海鸟肠道内的微生物总体上更丰富多样，但目前尚不清楚这种多样性的增加对海鸟意味着什么。微塑料是宽度小于5毫米的塑料碎片。本月发表的一项研究指出，海洋上漂浮着大约230万吨微塑料。海鸟寿命长，迁徙路线远，往往在海洋中觅食，经常接触并食用这种塑料。在最新研究中，特伦托大学的格洛丽亚法克曼及其同事检查了取自北大西洋两种海鸥的肠道微生物组样本，其中包括58只科里猛鹱和27只暴风鹱。肠道微生物包括细菌、真菌、病毒和其他微生物。研究团队也对每只死鸟的胃部残留物进行了分类，并仔细筛选出了塑料颗粒。分析表明，塑料颗粒数量越多，微生物组也越多样。摄入微塑料碎片最多的海鸟肠道内拥有更多具有抗生素耐药性的微生物。而在消耗微塑料最多的鸟类的肠道内，一些可在人和动物之间传播病原体的人畜共患病原体也更丰富。而且，这些鸟类肠道内与健康有关的微生物的数量也有所减少。另外，当微塑料在海鸟的肠道中大量存在时，干燥棒杆菌这样的有害细菌似乎会茁壮成长。对人类来说，干燥棒杆菌可致人罹患心脏炎症、脑脓肿和感染。

肠道是人体重要的消化器官，肠道由不同的解剖区域组成，这些区域发育速度不同，在消化、营养吸收、代谢和免疫调节中也发挥着不同的作用。正确认识肠道细胞的分化过程对于肠道疾病的研究至关重要。　　近期，英国桑格研究所的研究团队发布了人体肠道细胞综合图谱。相关研究在《Nature》发表，题为：Cells of the human intestinal tract mapped across space and time。　　研究人员通过单细胞RNA测序和抗原受体分析等技术手段，对人体发育的5个解剖区域和肠道的11个解剖区域的近50万个细胞进行分析。对于肠道细胞类型和数量，以及不同阶段变化情况做出详尽说明，准确地显示肠道细胞从早期胚胎如何开始分化和发育的。研究还发现了在人类早期发育中促进次级淋巴组织形成的关键细胞,这些细胞在婴儿期肠道疾病中发挥着重要作用，可以激活免疫细胞保护婴儿肠道健康。　　该研究不仅建立了完备的肠道细胞目录，也为进一步了解肠道的发育、菌群平衡和疾病发生奠定了基础。 　　注：此研究成果摘自《CELL》，文章内容不代表本网站观点和立场。　　论文链接：https://www.nature.com/articles/s41586-021-03852-1

由SARS-CoV-2冠状病毒引起的Covid-19影响了世界的方方面面。免疫和治疗方法等抗病毒方向的研究在2020年具有高优先级，显微镜在这类研究中起着举足轻重的作用。了解受体结合、基因组释放、复制、组装和病毒出芽的基本原理及免疫应答，可以使用不同的方法和显微镜。鉴于显微镜在感染生物学中的重要作用，我们举例阐述不同的显微技术及其在这些研究领域中的应用。 研究背景人类出生后胃肠道立刻被复杂的微生物群落定植（1000余种，且数量100万亿），而这些肠道微生物群落影响宿主生理的多个方面，包括代谢、免疫反应、行为和昼夜节律等等。先前的研究认为肠道微生物群落主要是共生菌，共生菌可控制病原菌数量，而黏膜屏障免疫对于维持共生菌群和抵抗侵入性细菌感染至关重要。微生物-肠-脑轴是将大脑和肠道功能整合的双向信息交流系统，并涉及神经、免疫和内分泌机制。除了神经内分泌系统和神经免疫系统之外，该轴还包括了中枢神经系统（CNS）、自主神经系统（ANS）的交感神经和副交感神经分支以及肠道神经系统（ENS）。从肠道到CNS的传入纤维（如大脑、扣带回、小脑扁桃体和扁桃体皮质）以及肠道平滑肌的效应纤维是沿着微生物-肠-脑轴进行双向信息交流的主要途径。图1 微生物-肠-脑轴肠道神经系统（ENS）遍布肠道组织的每个角落，将收集到的信息迅速地传递到自体或非自体类型的细胞，织就一个庞大又复杂的网络系统。新涌现的多个研究报道发现ENS可以作为免疫系统的感应平台，但对ENS与上皮细胞的互作机制还知之甚少。 2019年12月，Jarret等人在Cell发表了题为Enteric Nervous System-Derived IL-18 Orchestrates Mucosal Barrier Immunity的文章。借助单分子mRNA荧光原位杂交（smFISH THUNDER Imager 3D Live Cell），研究发现ENS神经元分泌IL-18作用于肠道上皮细胞中的杯状细胞，促进杯状细胞抗菌蛋白（AMP）的表达，在肠道免疫中起着重要作用。研究过程鉴于大脑中神经元会分泌IL-18，而大量研究表明ENS可能在调节粘膜屏障免疫中发挥关键作用，因此研究人员大胆猜测肠道神经元也会分泌IL-18。接下来作者构建ENS特异性敲除IL-18小鼠和多种细胞类型特异性敲除IL-18R小鼠，并分别用鼠伤寒沙门氏菌(S.t)感染。之后作者通过共聚焦观察发现不携带ENS所产生的IL-18的小鼠则更容易受到感染。为了证实这一发现，研究人员使用了IL18 mRNA探针在小鼠中进行了单分子mRNA荧光原位杂交（smFISH），结果显示在IL-18-/-小鼠结肠中IL18 mRNA探针的信号丢失。图3 THUNDER验证结果与Confocal观察结果一致A）用于分析IL-18+神经元的Confocal正交视图。IL-18（红色），Tubb3（绿色）。 B）通过smFISH观察野生型与IL18-/-小鼠结肠中的IL18 mRNA（白色）和DAPI（蓝色）。同时通过smFISH检测小鼠肠组织中IL18与Tubb3的表达，观察到IL18 mRNA探针与神经元特异性Tubb3 mRNA探针共定位。图4 smFISH检测小鼠肠组织中IL18（红色）、Tubb3（白色）表达；DAPI（蓝色）表示细胞核总之，这些数据表明肠神经元是结肠中IL-18的新产生者。研究还结合了单细胞转录组技术来探究ENS来源IL-18的功能以及作用方式。 实验方法1. 处死小鼠，移出结肠并用冷PBS冲洗。纵向剖开结肠组织平铺于滤纸。2. 用4％多聚甲醛PBS溶液固定3小时，后置于30％蔗糖、4％PFA的PBS溶液中4℃过夜。3. 包埋，制成将7mm厚切片，并用于smFISH染色。4. 设计的探针库与Cy5（IL-18）、TMR（Tubb3）结合，将切片与smFISH探针库杂交。5. 封片前去除ENS内的自发荧光信号。6. 在Leica THUNDER Imager 3D Live Cell上进行smFISH成像，使用自带的THUNDER Computational Clearing设置。 看到这里大家可能会有一个疑问：为什么不用共聚焦做smFISH而是选择徕卡THUNDER？对，为什么？小编也提出过这个问题，但是下面这段话做出了很好地解释。smFISH的实验过程中探针会发出大量光子，而共聚焦则会显著限制光子收集的数量，为了最大限度回收这些光子，更建议使用宽场技术。 徕卡THUNDER凭借其高分辨、快速、大视野的特点，可大限度回收实验中smFISH探针发出的大量光子，减少光损耗，更适用于smFISH成像。不仅可以获得清晰锐利的图像，实验结果更便于统计分析且重复性高，是您进行组织大视野快扫的不二之选。 参考文献1、 Jarret et al., 2020, Cell 180, 50–632、 Brain Res. 2018 August 15 1693(Pt B): 128–1333、 Jung, Y. J.,et al., 2017, Sci Rep 7(1):173604、 Zhang, H., et al. 2018, Synth Syst Biotechnol 3(2): 113-120

2023年4月11日，中国科学院大学、新乡医科大学、河北医科大学的研究人员在 Microbiology Spectrum 期刊上发表了一篇题为" Oral Probiotic Expressing Human Ethanol Dehydrogenase Attenuates Damage Caused by Acute Alcohol Consumption in Mice "的研究论文。 研究人员开发了一种解酒神器，一种表达人类ADH1B的益生菌，在小鼠模型中，可减少酒精吸收，延长酒精耐受时间，并缩短饮酒后的恢复时间。重要的是，还能减轻饮酒后肝脏和肠道的急性损伤。 众所周知，喝酒后，酒精在肝脏中被乙醇脱氢酶（ADH）和乙醛脱氢酶（ALDH）依次分解。乙醇脱氢酶会将乙醇分解成危害较小的化合物乙醛，进而由乙醛脱氢酶将乙醛分解为二氧化碳和水。 这两种酶基因变异会降低一个人对酒精的耐受性，与饮酒后面部发红有关，缺少它会降低人体分解乙醛的能力，从而导致乙醛在血液中积聚，从而引起人体对毒素的反应，即喝酒上脸。ALDH2突变在东亚人群中十分普遍。延长酒精耐受时间 在该研究中，研究人员对乳酸乳球菌进行基因改造，这是一种用于生产酪乳和奶酪的益生菌，乳酸乳球菌被设计用于产生人类 ADH1B 酶。 进一步，研究人员在小鼠身上测试了改良益生菌的解酒能力。延长酒精耐受时间 研究发现，在用表达 hADH1B 的益生菌处理的小鼠中，酒精耐受时间显著延长，即从饮酒到丧失运动能力的时间。对照组小鼠在20分钟内都失去了站立能力，而益生菌组近一半的小鼠在饮酒1小时后仍然能够移动。这表明，益生菌有效地增强了急性酒精耐受性，并增加了急性中毒的酒精摄入阈值。快速 此外，研究人员还分析了小鼠喝酒后的恢复时间。正常情况下，小鼠醉酒后需要6-10小时才能恢复。缩短饮酒后的恢复时间 研究发现，表达 hADH1B 的益生菌可以缩短饮酒后的恢复时间，用益生菌治疗的小鼠在5.5小时后恢复了运动能力，而对照组则需要6.4小时恢复。减轻酒后肝脏和肠道损伤 酒精主要在肠道中被吸收，最终被送到肝脏分解。因此，肠肝轴在调节乙醇代谢方面发挥着重要作用，肠道和肝脏也是饮酒后最直接受损的器官。 为了检测两组小鼠的急性中毒，研究人员观察了小鼠肠道的粘膜损伤。发现对照组杯状细胞更肥大，而益生菌组减轻了急性饮酒的致病作用，表明肠道对酒精的吸收减少。减轻酒后肝脏和肠道损伤 研究人员还测量了小鼠醉酒后血液中的酒精含量，发现醉酒2小时后，对照组酒精含量继续增加，而益生菌组呈显著下降趋势，且低于对照组。还发现益生菌治疗降低了血液甘油三酯浓度，同时降低了肝脏中的脂质水平。 这表明，用益生菌治疗可以减轻急性饮酒引起的肠道损伤，并降低肝脏和血液中的脂肪含量。综上，研究人员发现的重组益生菌可在肠道内直接表达hADH，可快速解酒，有效降低酒精对肝脏和肠道的损伤。这种益生菌安全且成本低，为未来治疗和预防酒精的负面影响提供了新的策略. DOI : https://doi.org/10.1128/spectrum.04294-2

p style="text-align: left text-indent: 2em "被誉为人类“第二基因组”的肠道微生物与人类的健康息息相关，其结构和组成受很多因素影响，包括运动、饮食、外界刺激、抗生素等。现在，strong最新研究发现，除了抗感染药物之外，其他治疗药物同样也会不同程度地抑制肠道菌群。/strong/ppstrongspan style="color: rgb(204, 0, 0) "惊人发现/span/strong/pp style="text-indent: 2em "这一研究由欧洲分子生物学实验室（EMBL）的科学家们完成，他们筛选了超1000种药物，验证它们对于40种代表性肠道细菌的影响。结果显示，strong超1/4的药物（250/923）会影响微生物群落中至少一种细菌的生长。/strong/pp style="text-indent: 2em "这些结果强调，非抗生素类药物对于肠道菌群的影响远超我们的想象，strong它们会产生类似于抗生素的副作用，并可能促成耐药性问题。/strong/pp style="text-indent: 2em "“直接影响肠道微生物的药物数量让我们很意外。” Peer Bork表示，“而且，事实很有可能比试验结果还要多。肠道菌群组成的变化会导致药物副作用，但也可能是药物发挥效用的一部分。”/pp style="text-indent: 2em "Kiran Patil补充说：“这仅仅是个开始。我们并不知道大多数药物影响微生物的细节，以及这些作用如何进一步影响宿主。”/pp style="text-align: center "strongimg alt="" src="http://img1.17img.cn/17img/images/201803/uepic/174fa10b-cc4f-4b25-9802-7b6b156ffcca.jpg"/br//strong/pp style="text-align: center "span style="color: rgb(153, 153, 153) "doi:10.1038/nature25979/span/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(204, 0, 0) "未被重视的风险/span/strong/pp style="text-indent: 2em "最新研究强调了之前未曾重视的风险，即strong非抗生素类药物可能同样会造成抗生素耐药性/strong，因为微生物对于靶向药物的耐药机制似乎很大程度上与抗生素是重叠的。/pp style="text-indent: 2em "“考虑到我们一生很大概率地会服用不少非抗生素类药物，这太可怕了。” Nassos Typas表示，“但是，并不是所有的药物都会影响肠道菌群，并不是所有的抗药性都是常见的。而且在某些情况下，strong对特定非抗生素药物的耐药性会引发对特定抗生素的敏感性，从而为设计最优的药物组合提供新思路。/strong”/pp style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(204, 0, 0) "个性化用药/span/strong/pp style="text-indent: 2em "探索药物对于肠道微生物的作用，有助于我们理解个体对同一药物反应各异的机制。肠道菌群的结构、组成因人而异，不同的人携带的菌株不同。所以，药物与肠道菌之间的反应自然也存在很大的个体差异。这一研究强调了针对肠道菌群的个性化用药的重要性。/p

日前，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自格拉斯格大学的科学家们通过研究发现，肠道菌群的健康和平衡对于细菌感染的进展至关重要。文章中，研究者表示，致病菌常常会利用来自宿主肠道菌群的信号来扩散并且加速感染进程。柠檬酸杆菌是一种感染小鼠和人类的致病菌，文章中研究者通过对柠檬酸杆菌进行研究发现，其能利用宿主肠道菌群所产生的信号分子来诱发疾病进程，并且引发长效感染。这项研究中，研究热人员首次在宿主机体内阐明了柠檬酸杆菌感染的过程（并非在实验条件下），这或许也能够帮助理解宿主肠道菌群在该过程中扮演的关键角色。研究者发现，细菌能利用肠道菌群产生的特殊化学物质来增强感染过程，并且诱发一些严重的疾病；研究者认为，本文研究阐明了健康的肠道营养和微生物菌群对诸如大肠菌群（柠檬酸杆菌）等细菌感染的易感性和疾病进展的重要性。研究者Andrew Roe说道，本文中我们重点理解了细菌诱发动物感染性疾病发生的准确分子机制，通过对柠檬酸杆菌进行研究，我们阐明了肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，以及诸如大肠杆菌等细菌如何利用宿主信号来扩散并增加感染风险。后期研究人员还需要进行深入研究来探讨肠道菌群在细菌感染过程中扮演的关键角色，这或许对于开发抵御致病菌感染的新型疗法至关重要。

肠道菌群是一类生活在机体肠道中的微生物群落的总称，也是近年来微生物学、医学、基因学等领域最引人关注的研究焦点之一。研究方向涵盖肠道菌群功能基础研究、肠道菌群与多种慢病的人群关联研究、肠道菌群的成像表征前沿技术研究、肠道菌群的临床治疗研究以及肠道菌群的产业转化等多个维度。2023年8月，两篇来自于中国的关于肠道微生物菌群的精彩研究工作先后发表于Science杂志。科学家发现：疾病相关的菌源同工酶可作为新的药物靶点，为治疗糖尿病等疾病提供了新思路；肠道菌群可通过调控宿主lncRNA，来影响宿主脂代谢，从而为靶向菌群和lncRNA治疗代谢性疾病提供了新线索。为促进肠道菌群及相关领域科研工作者的合作和交流，由Science/AAAS和北京大学医学部主办，中国生物物理学会肠道菌群分会协办的Science Café in China暨“第135期北大医学青年科技沙龙”将于2023年9月28日在北京大学医学部召开。本期Café主题肠道微生物菌群研究的突破和展望Gut microbiota: Advances and Perspectives时间2023年9月28日 上午9:00-11:40本次沙龙的语言为汉语，将以在线直播的方式进行，请感兴趣的读者扫码报名参加！长按并识别二维码进行报名特邀嘉宾乔杰，北京大学Bill Moran，Science系列期刊出版人王嘉东，北京大学医学部刘双江，中国科学院微生物研究所特约主持人钟超，北京大学医学部述评专家房中则，天津医科大学专家介绍及报告摘要姜长涛，北京大学长聘教授、博雅特聘教授，基础医学院副院长，国家杰出青年科学基金获得者、科学探索奖获得者。从事肠道共生菌与代谢性疾病研究。提出“代谢性疾病肠治”新理论，首次提出肠道菌源宿主同工酶新概念，发现降解尼古丁的肠道共生菌，揭示宿主反向调控肠道菌群代谢的新范式；近5年在Science (2023)、Nature (2022)、Nature Medicine (2019, 2018, 2017)、Cell Metabolism (2021a, 2021b, 2019) 等杂志发表SCI论文二十余篇，获授权发明专利7项。获北京市自然科学一等奖（第一完成人）、科学探索奖、中国青年科技奖、谈家桢生命科学创新奖、树兰医学青年奖、北美华人糖尿病学会（CADA）青年科学家奖、茅以升北京青年科技奖等奖励；主持国自然重点项目、重大研究计划及国家重点研发计划等基金，作为PI获创新研究群体项目。报告题目：肠道菌源宿主同工酶在代谢性疾病精准治疗中的作用Unlocking the Potential of Microbial-Host-Isozyme for Precision Treatment of Metabolic DiseasesScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.add5787 王宇浩，研究员。博士毕业于美国德克萨斯大学西南医学中心，现为浙江大学医学院转化医学研究院研究员，浙江大学医学院附属第一医院双聘教授。课题组致力于探索肠道菌群和宿主间的共生关系和相互影响，重点考察肠道菌群调控宿主代谢和免疫的分子机制，研究成果多次发表于Science (2017, 2019, 2023) 等国际权威期刊，数次获著名期刊点评和亮点报道，其中一项被美国胃肠病协会评为年度最佳肠道微生态研究之一。报告题目：肠道菌群与宿主脂代谢调控Gut microbiota regulation of host lipid metabolismScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.ade0522 王娟，副教授。毕业于中国协和医科大学，获得医学博士学位；现任北京大学医学部基础医学院副教授，北大孤独症研究中心秘书长；长期致力于孤独症谱系障碍发病机制的系统生物学研究，发表多篇孤独症相关多组学研究论文。2020年在Science Advances发表孤独症儿童肠道菌群存在解毒功能缺陷可能与发病机制有关。报告题目：孤独症谱系障碍患者的肠脑轴机制探索Gut- microbe- brain Axis of Autism Spectrum DisordersScience文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aba3760Science Café in China活动简介《科学》咖啡沙龙中国系列是由Science/AAAS主办的公益科学交流会。每期选定一个主题，由近期在Science系列期刊上发文的作者以线上报告的形式分享、介绍研究工作，以期待与同行的学术交流，思想碰撞。同时帮助更多其他领域研究者甚至产业界相关工程技术人员了解前沿进展，探讨学术与产业融合的机会。

“请注意，皇姑区某学校发生集体食物中毒事件，个别学生便中带血，怀疑是肠出血性大肠杆菌疫情……”一辆特殊的检验车疾驰到现场。10分钟后，检验报告出炉了……　　目前正值夏季天气炎热，各种腹泻病进入流行季节。6月29日，沈阳市疾控中心组织开展了全市疾控系统应对肠道传染病防控模拟拉练演习。市、区两级疾控中心15支应急机动队200余人，35辆车参加了演习。演习中，一辆投资百万元的“应急现场检测车”格外吸引眼球。　　假想目标：“出血性大肠杆菌”　　上午9时整，在沈阳市疾控中心院内，随着市卫生局突发公共卫生事件应急指挥部“应急演练现在开始”的指令下达，全市卫生系统急性肠道传染病应急演习拉开了序幕　　在演练现场，相关人员顶着炎炎烈日，迅速穿上全套真空防化服，戴上护目镜、胶皮手套，开始进入备战状态。面对“主考官”现场提问，一名疾控人员对答如流：“除了报告给市疾控中心，我们还隔离观察密切接触者，并预防性服药。随后，在收治病人的区域拉起了黄色警戒线……传染病主要包括霍乱、甲肝、伤寒、痢疾、感染性腹泻、肠炎、出血性大肠杆菌等。”　　探营：车辆价值　百万元以上　　当“应急现场检测车”再次驶入市疾控中心，记者登车进行了体验式采访。　　车厢内的空间与普通的救护车相当，设施却大不一样。一名身穿防化服、全副武装的疾控人员，正在按流程操作着：只见他从特殊通道进入检测室，坐在一台特殊的仪器前。　　“这是全自制核酸提取仪!”他告诉记者，又指着不远处的另一台说：“那叫荧光定量PCR仪，对了，这边的一台是车内负压手套安全柜。”说到这，他现场演示起来：先将双手消毒，然后伸入两只镶嵌在透明玻璃柜里的一双胶皮手套内。之后，戴上手套的一双手，将事先装好的样品试管进行实验操作。　　“安全柜内是真空无菌的，确保实验检测万无一失。”市疾控中心微生物检验中心董雪主任介绍，这辆检测车价值20多万元，里面的仪器每台都在五六十万元左右，加在一起在百万元以上。　　揭秘：最快10分钟 出检测结果　　目前，这是东北唯一一辆现场检测车，一旦有疫情出现，它就会在最短时间内大显身手。　　“比如，肠出血性大肠杆菌疫情一旦出现，我们就会启动"金标卡"，最快检测的结果10-15分钟即可呈现。”董雪主任说，另外，使用“分子生物学检测” 技术，2个小时内可出结果 使用“培养基检测”技术，最长一周可出结果。她强调，车上的“负压手套安全柜”，可确保一切检测均在可控范围内，确保检测人员及检测车不受污染。　　董雪主任告诉记者，有了这辆“特殊武器”，对流行性病学调查、疫区防控、人员隔离等都起到重要作用，它标志着沈阳市疾控工作步上新的台阶。　　附：应急现场检测车配置　　样品运输箱　　车内还配有完成运输工作的样品运输箱　　生物战剂快速检测仪“手套柜”　　外观如手套，这种设备是三级生物安全柜，用于处理样品保持密封的，防止样品受到污染。　　车载冰箱　　车内还配有车载冰箱，是用来保存样品的。　　全自动核酸提取仪　　检测样品的全自动核酸提取仪和荧光定量PCR仪、显微镜这些高科技设备也都配在了快速检测车内。　　荧光定量PCR仪　　董雪介绍，此台快速检测车只对病菌做定性的快速检测，而通常情况下，要把病菌培养出5至7天后，再做检测，才是精准的方法。

这是第一个将微生物群与人类免疫系统动态联系起来的研究。报道依旧来自纪念斯隆-凯特琳癌症中心，他们首次拿到了肠道微生物群直接塑造人类免疫系统构成的证据。这项研究采集了2000多名患者长达十年的跟踪数据。“科学界已经接受了肠道微生物对人类免疫系统健康很重要的观点，但这种假设的数据来自动物研究，”纪念斯隆-凯特琳癌症中心系统生物学家Joao Xavier说。“而我们有一个非常好的机会了解接受血癌治疗的人群的微生物群组成变化。”研究中使用的数据来自接受异基因干细胞和骨髓移植（BMT）的人。在强烈的化疗或放疗被用来破坏癌细胞后，病人的造血系统被供体的干细胞所取代。在捐献者的血细胞（包括构成免疫系统的白血球）建立自己之前的几个星期里，病人极易受到感染。在这段时间里，为了保护他们，病人被给予抗生素。但这些抗生素中的许多都有有害的副作用，即破坏肠道内健康的微生物群，让危险的菌株占据上风。当病人的免疫系统重建后，抗生素停止使用，肠道微生物群开始慢慢恢复生长。这两个免疫系统的修复给了我们一个独特的机会来分析这两个受损的免疫系统之间的联系。十多年来，MSK的BMT服务人员在整个BMT过程中定期收集和分析患者的血液和粪便样本。MSK的Lucille Castori微生物、炎症和癌症中心的工作人员对细菌DNA进行了处理，该中心在创建大量微生物群数据集方面发挥了关键作用。“我们每天都收集样本，这样我们就能真正看到每天发生的事情。微生物群的变化是迅速和戏剧性的，几乎没有其他环境可以让你看到它们，” Marcel van den Brink博士说。MSK团队创建的数据库包含了不同时期病人肠道中微生物种类的详细信息。随后，包括Jonas Schluter博士和Xavier在内的计算团队使用机器学习算法来挖掘电子健康记录中有意义的数据。健康记录中的数据包括血液中存在的免疫细胞类型、患者服用药物的信息以及患者所经历的副作用。分析这么多数据是一项艰巨的任务。Schluter博士当时是Xavier博士实验室的博士后研究员，他为此开发了新的统计技术。“这项研究的目的并不是说某些微生物对免疫系统是‘好的’还是‘坏的’，”Xavier博士解释说。“这是一段复杂的关系。我们想要增加或减少的免疫细胞的亚型每天都在变化，这取决于身体里发生了什么。重要的是，现在我们有了研究这个复杂生态系统的方法。”研究人员说，他们还计划将他们的数据应用于研究接受其他癌症治疗的患者的免疫系统。他们以前的研究使用了从这项工作中收集的样本，研究了在骨髓移植过程中肠道微生物群如何影响患者的健康。一项发表于2020年2月的研究报告称，肠道微生物群中物种的多样性更大，与BMT后的死亡风险较低相关。研究还发现，移植前微生物群的多样性较低，导致移植物抗宿主病的发生率较高，这是供体免疫细胞攻击健康组织的潜在致命并发症。

近日，浙江省农业科学院李有贵、天津中医药大学吴崇明和中国农科院深圳基因组所刘永鑫等团队在iMeta在线联合发表了题为《The gut microbiota-aromatic hydrocarbon receptor (AhR) axis mediates the anticolitic effect of polyphenol-rich extracts from Sanghuangporus》的研究成果。基于齐碳纳米孔测序平台及二代测序平台开展研究，通过16s rRNA基因测序评估SH处理对小鼠肠道微生物群落结构的影响；通过对肠道微生物群落的宏基因组测序，确定与5-羟色胺-3-乙酸（5HIAA）生物合成相关的功能基因序列；通过对微生物，尤其是Alistipes onderdonkii等关键菌株的全基因组测序及组装，进一步理解微生物如何影响宿主健康。最终，本研究证明了桑黄多酚（SH）通过调节肠道菌群有效减轻葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠的结肠炎病理症状，揭示了基于SH和肠道菌群之间的相互作用开发结肠炎治疗策略的潜在途径。背景炎症性肠病（IBD）主要包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病（CD），是一个全球性的健康问题，影响全球约0.5%人口。IBD的典型症状包括急性腹泻、间歇性腹痛、直肠出血和体重减轻。除了显著降低生活质量外，IBD还增加了结肠癌的患病风险，从而给个人和社会带来了沉重负担。目前，IBD缺乏明确的治疗药物，虽然常用临床药物具有较高的缓解率，但往往会出现继发性失败。因此，迫切需要寻找更有效、更安全的新的治疗干预措施。越来越多的证据证明了肠道菌群失调与IBD 的发生发展内在联系。Machiels等人发现，UC患者肠道微生态失调表现为产丁酸盐物种，如Roseburia hominis和Faecalibacterium prausnitzii的显著减少。丁酸钠治疗可减轻结肠炎的炎症状态和肠黏膜病变。吲哚衍生物是重要的微生物代谢物，已被证实是改善实验性溃疡性结肠炎的有益药物。例如，吲哚-3-乙酸（IAA）、吲哚-3-甲醇（I3C）和吲哚-3-丙酮酸（IPA）可以作为芳基烃受体（AhR）的天然配体，通过提高血清和组织抗炎白细胞介素水平来减轻IBD。因此，肠道菌群及其代谢产物，特别是吲哚衍生物，可能是开发新的抗IBD治疗干预措施的有效途径。成果概述中药（TCM）在中国已成功治疗疾病数千年。越来越多的证据强调了天然药物资源的药理益处。食药用食物已成为一种很有前途的疾病治疗方法。桑黄是一种可食用的药用真菌，可作为药物和膳食补充剂。研究证明，桑黄具有多种药理作用，包括抗炎、抗肿瘤和抗氧化。此外，它还具有调节肠道菌群的能力。然而，桑黄对于IBD的治疗潜力尚未被探索。本研究旨在确定桑黄多酚（SH）的抗结肠炎作用，并探讨其有益作用是否与肠道菌群密切相关，以及潜在的肠道分子机制。本研究首先评估了SH抗结肠炎活性，并通过一种涉及体内功能验证和粪菌移植的综合方法证实了肠道菌群在其抗结肠炎作用中的重要贡献。此外，本研究还确定了关键的肠道细菌种类及其活性代谢产物5-羟基吲哚-3-乙酸（5HIAA），他们是SH改善结肠炎作用的关键介质，主要通过激活AhR信号通路发挥抗结肠炎作用。本研究不仅有助于更深入地了解SH的治疗潜力，而且也为今后探索SH和肠道菌群治疗结肠炎的治疗途径奠定了科学基础。成果亮点1.SH减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎桑黄在中国已经实现了大规模的人工栽培（图S1A）。SH是桑黄多酚提取物（93.86% ± 2.78%）（图S1B；表S1)。本研究首先评价了SH在葡聚糖硫酸钠（DSS）诱导小鼠中的抗结肠炎作用（图1A）。与正常小鼠相比，结肠炎小鼠表现出体重减轻（图S2A)、疾病活动指数增加（DAI）（图1B)、结肠长度缩短（图1C；图S2B)、隐窝和结肠组织结构受损（图1D；图S2C)，以及明显的炎症反应（TNF-α、IL-1β、IL-6、MCP-1和IL-17α增加，IL-4、IL-10和IL-22降低）（图S3)。低剂量和高剂量SH均可改善结肠炎病理症状，主要表现在增加体重，改善结肠长度和结构损伤（图1B-D；S2）。此外，SH给药以剂量依赖性方式逆转了炎症细胞因子水平的变化（图S3），表明SH具有强大的抗炎作用。氧化应激和肠黏膜屏障对于维持肠道通透性以抵御毒素、致病菌和其他有害物质至关重要。团队在转录和翻译水平上评估了SH对上皮细胞紧密连接蛋白表达的影响，并检测了氧化应激相关基因的表达。与DSS组相比，SH处理组紧密连接蛋白基因Occludin、Claudin-3和Claudin-4的转录水平明显升高（图S4A），结肠组织中NF-kB、Nox4和Stat3的表达水平明显下调（图S4B）。同时，SH也增强了紧密连接蛋白的蛋白表达水平（图S4C-D），证实了SH对粘膜屏障的正向调控作用。此外，经过SH处理后，杯状细胞的数量也显著增加（图S4E）。以上结果表明，SH可显著改善DSS诱导的小鼠结肠炎症状。图1.SH缓解DSS小鼠实验性结肠炎症状，并改变其肠道菌群（A）动物实验示意图；（B）疾病活动指数（DAI）评分；（C）结肠组织图片；（D）苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理图（比例尺= 50µ m）；（E）基于Chao1指数和Shannon指数评价肠道菌群Alpha多样性。（F）基于加权UniFrac距离的肠道菌群主坐标分析（PCoA）；（G）属水平上肠道微生物群的分类特征。（H）DSS相关细菌的核心微生物群。内环代表了在NC-DSS-SHL-SHH队列中可重复检测到的OTUs。不同微生物群落的相对丰度显示为蓝色（NC）、绿色（DSS）、红色（SHL）和青色（SHH）热图。alpha多样性分析采用Wilcoxon非参数检验，PCoA分析采用置换多元方差分析（PERMANOVA）。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05，**p 0.01，***p 0.001。NC，阴性对照；DSS，葡聚糖硫酸钠；SHL，低剂量桑黄多酚组（250 mg/kg/d）；SHH，高剂量桑黄多酚（400 mg/kg/d）；DAI，疾病活动指数。2.肠道菌群在SH抗结肠炎作用中起关键作用为了评估肠道菌群对SH抗结肠炎作用的贡献，团队进行了16S rRNA基因测序分析，以评估SH治疗对肠道菌群的影响。DSS诱导结肠炎小鼠肠道菌群α-多样性明显低于正常小鼠（p 0.05）。低剂量和高剂量SH处理均显著增加了α-多样性（p 0.05，p 0.01）（图1E）。主坐标分析（PCoA）和层次聚类分析显示，SH处理使肠道菌群向正常对照（NC）偏移（图1F-H）。这些结果表明，SH可以显著调节DSS诱导结肠炎小鼠肠道微生物群落。为了进一步评估SH调节肠道菌群是否足以产生抗炎作用，团队使用含3% DSS处理小鼠，建立急性结肠炎小鼠模型，并将SH处理小鼠（供体）的粪便菌群移植到DSS诱导的结肠炎小鼠（受体）中（图2A）。由于结肠炎模型小鼠的粪便微生物群对结肠炎没有治疗作用（图S5），团队在随后的分析中没有进一步考虑这一点。与DSS小鼠相比，受体小鼠（DSS + SHfe）在体重、DAI评分、结肠长度和组织学方面均向正常趋势恢复（图2B-E；S6A-B）。粪菌移植还提高了血清IL-10和IL-22水平，降低了血清TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17α水平（图2F-H），表明其具有显著的抗炎作用。重要的是，SH调节的肠道菌群移植明显恢复了结肠炎小鼠的肠道屏障功能，这反映在Occludin, Claudin-2, Claudin-3 和Claudin-4 mRNAs和蛋白水平的上调（图2I；S6C）。因此，来自SH处理小鼠的肠道菌群表现出有效的结肠炎改善作用。图2.粪菌移植（FMT）揭示SH调节肠道菌群的抗结肠炎作用（A）动物实验示意图；（B）小鼠体重（g）；（C）疾病活动指数（DAI）评分；（D）结肠长度（cm）；（E）苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理切片（上）（比例尺= 200µ m）和Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（下）（比例尺= 50µ m）；（F）血清抗炎细胞因子IL-10 水平；（G）血清抗炎细胞因子IL-22 水平；（H）血清促炎细胞因子（TNF-α、IL-1β、IL-6和IL-17α）水平；（I）结肠组织中Occludin，Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。3.SH富集Alistipes onderdonkii改善结肠炎接下来，团队在属水平上仔细研究了肠道菌群的分类组成，以确定SH抗结肠炎作用的核心细菌。结果显示，与DSS组相比，对照组、SHL组和SHH组中，共有12个菌属表达上调，25个菌属表达下调（图S7A）。与对照组相比，模型组有34个菌属增加，13个属菌降低。低剂量SH处理使得10个菌属上调，4个菌属下调。高剂量SH处理后，20个菌属上调，4个菌属下调（图S7B）。差异表达分析显示，只有Alistipes在DSS组显著减少，而在SH治疗后显著增加（图S7C）。进一步Spearman相关分析表明，3个菌属与DAI评分显著负相关、与结肠长度显著正相关，其中Alistipes相关性最为显著（图S7D）。这些结果表明，SH可以显著调节肠道微生物群落，特异性富集Alistipes。进一步，团队通过物种特异性定量PCR（qPCR）对粪便Alistipes进行定量，发现Alistipes onderdonkii是SH富集的主要菌种（图S7D-E）。团队获得了3株A. onderdonkii，并评价了它们对DSS诱导的结肠炎影响。结果显示，三个菌株中，两个A. onderdonkii 菌株（#1：FDB8和#2：FDFM）可有效预防体重减轻，降低DAI评分，恢复结肠组织损伤，改善炎症状态（图3A-E）。此外， A. onderdonkii提高了紧密连接蛋白的表达，以增强肠道屏障功能（图3F-H）。因此，A. onderdonkii可能是介导SH抗结肠炎作用的关键有效物种。有趣的是， A. onderdonkii（#3）几乎没有改善结肠炎，甚至造成了有害的影响（图S8），表现出了菌株特异性的功能。图3.A. onderdonkii减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎（A）小鼠体重百分比（%）和体重变化（g）；（B）DAI评分和DAI评分的AUC；（C）苏木精&伊红染色（H&E）的结肠病理切片（比例尺= 200µ m）。（D）血清抗炎细胞因子IL-10和IL-22的水平；（E）血清促炎细胞因子IL-1β和MCP-1的水平；（F）结肠组织Occludin，Claudin-2，Claudin-3，Claudin-4和ZO-1的mRNA表达水平；（G）结肠组织Occludin、Claudin-3和Claudin-4的蛋白表达；（H）Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（比例尺= 50µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。4.5-羟基吲哚-3-乙酸（5HIAA）是一种关键活性代谢产物考虑到SH对肠道菌群的调节作用，团队对粪便样本进行了代谢组学分析，旨在识别功能微生物代谢产物。如图S9A所示，与NC小鼠相比，DSS诱导结肠炎小鼠中代谢物水平发生显著改变（图S9A），而SH处理组的代谢物谱与NC组接近，表明SH显著恢复了微生物代谢物的分布（图S9A）。随后，团队确定5HIAA在SH处理后显著升高（图S9B-C）。通过对3株A. onderdonkii功能基因序列的全面分析，发现2株A. onderdonkii（#1：FDB8和#2：FDFM）的基因组中含有一个与诱导吲哚化合物生物合成相关的tpl基因。相比之下，第三株菌株（#3：FDPA）的基因组缺乏这个特定的基因（图S9D）。为了证明A. onderdonkii确实具有产生5HIAA的能力，团队采用高效液相色谱（HPLC）对A. onderdonkii培养上清液中5HIAA含量进行检测，发现5HIAA浓度高达33.5 μg/mL。值得注意的是，5HIAA的产生与A. onderdonkii改善结肠炎的作用相关，主要表现为两个有效的A. onderdonkii菌株产生的5HIAA（33.5和16.83 μg/ml）多于无效菌株（0.83μg/ml）（图S9E)。代谢物与结肠炎指数的相关分析显示，有22种代谢物与结肠炎症状密切相关，其中5HIAA与结肠长度呈正相关，与DAI评分呈负相关（图S9F)。因此，SH可以促进5HIAA产生，这可能是与SH抗结肠炎作用相关的关键微生物代谢产物，尤其是A. onderdonkii。据报道，肠道微生物产生的IAA可以缓解结肠炎。因此，团队研究了与IAA密切相关的衍生物5HIAA对DSS诱导结肠炎的影响（图4A）。IAA治疗显著改善了结肠炎的症状（图4B-F），这与之前的报道结果一致，而5HIAA在缓解结肠炎方面的表现明显优于IAA（图4B-F）。此外，这两种吲哚衍生物都能有效地提高抗炎因子的水平，降低促炎因子的水平，以减轻炎症反应（图S10A-B）。在DSS诱导小鼠中，吲哚衍生物也降低了氧化应激相关基因（NF-kB、Nox4和Stat3）的相对表达（图S10C）。此外，IAA和5HIAA均上调了紧密连接蛋白Occludin和Claudins的表达，后者具有显著性（图S10D-E）。图4.5HIAA治疗可减轻DSS诱导的C57BL/6小鼠结肠炎（A）动物实验示意图；（B）体重百分比（%）；(C)小鼠DAI评分；（D）小鼠结肠长度（cm）；（E）苏木精&伊红染色（H&E）的结肠病理图（比例尺= 200µ m）和小鼠组织学评分；（F）Claudin-4紧密连接蛋白免疫荧光图（比例尺= 50µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。IAA，吲哚-3-乙酸；5HIAA，5-羟基吲哚-3-乙酸。5.结肠AhR激活对SH抗结肠炎具有重要作用既往研究表明，微生物来源的吲哚衍生物可以通过结合并激活AhR来保护结肠炎，提示SH可能通过富集Alistipes及其代谢物5HIAA来激活AhR，从而改善结肠炎。为了证实这一假说，团队首先检测了AhR下游基因（Cypa1、Cypa2和Cypb1）在结肠中的表达水平。结果显示，5HIAA和SH两种处理均显著上调了Cypa1、Cypa2和Cypb1（图5A-B）基因水平，表明AhR在结肠组织中被激活。随后，团队用AhR抑制剂处理DSS小鼠，以验证AhR信号通路对SH抗结肠炎疗效的贡献。AhR拮抗剂StemRegenin 1基本上消除了5HIAA对结肠炎的改善作用，如体重、DAI、结肠长度、血清IL-22和IL-10水平，以及结肠组织病理学（图5C-H）。AhR拮抗剂消除了SH治疗对体重的有益作用（图5C-H），但对DAI、结肠长度等指标的消除作用明显减弱（图5C-H）。通过对Caco-2细胞的体外实验，进一步验证了AhR信号通路的激活情况。CCK-8检测结果显示，五种浓度的5HIAA对Caco-2细胞都没有细胞毒性作用（图S11A）。虽然5-HIAA处理后Caco-2细胞中AhR的表达没有明显变化，但Cypa1、Cypa2和Cypb1的表达明显增加（图S11B），提示5HIAA部分激活了AhR信号通路。以上结果表明，SH至少大部分通过激活AhR信号通路来缓解结肠炎。图5.AhR抑制剂可削弱SH和5HIAA的抗结肠炎作用（A）5HIAA处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平；（B）SH处理结肠炎小鼠结肠组织中Ahr、Cypa1、Cypa2和Cypb1的相对mRNA水平；（C-D）小鼠体重（C）及体重变化（D）；（E）DAI分数；（F）小鼠结肠长度（cm）；（G）血清抗炎细胞因子（IL-22和IL-10）水平；（H）结肠组织和苏木精&伊红染色（H&E）结肠病理图（比例尺= 200µ m）。采用单因素方差分析和Dunnett’s检验进行统计学分析。数据显示为平均值±标准误（n = 8）。*p 0.05, **p 0.01, ***p 0.001。AhR，芳香烃受体。讨论IBD构成了一个重大的全球公共卫生挑战。考虑到临床药物的不良反应和高复发率，探索干预和治疗IBD的新策略具有重要意义。令人信服的证据表明，肠道菌群及其代谢物与IBD 的发展之间存在复杂联系。此外，天然药物作为一个巨大的潜在资源库，由于其优异的有效性和安全性，以及对肠道微生物群的积极调节，为治疗IBD提供了有效的候选者。本研究证实了SH（桑黄多酚）的抗肠炎作用和对肠道菌群的调节作用。简单言之，SH富集的A. onderdonkii促进了微生物代谢物5HIAA的产生，它可以作为一种有效的配体激活AhR信号，从而显著改善DSS诱导的小鼠结肠炎。这种对微生物机制的理解丰富了我们对天然药物和肠道菌群之间相互作用的理解，促进对结肠炎新型治疗药物的开发。尽管桑黄抗结肠炎作用已在多项研究中被报道，其潜在机制仍有待进一步阐明。值得注意的是，SH对结肠炎的有益作用尚未完全阐明。在本研究中，团队首次提供了强有力的证据，证实了SH具有强大的抗结肠炎疗效。虽然本研究提供了坚实证据，表明肠道菌群及其代谢物5HIAA在SH的抗结肠炎作用中起着关键作用，但本研究仍存在一些不足之处。在实验中，SH是预防性地给予DSS诱导结肠炎小鼠。SH作为一种复杂提取物，可以隔离DSS，从而防止DSS诱导的结肠炎。因此，今后应评估SH的治疗效果，以消除SH可能通过与DSS直接相互作用来预防结肠炎的可能性。此外，SH还可能通过其他机制，如NF-κB和NLRP3/caspase-1信号通路，从而改善结肠炎。这一推测是基于以下事实：使用AhR拮抗剂处理大大消除了5HIAA对结肠炎的有益作用，但是SH的抗结肠炎疗效仅部分受损，说明5HIAA的富集并不是SH减少结肠炎的唯一途径。此外，5HIAA是由表达色氨酸酶的肠道微生物组发酵色氨酸产生的吲哚代谢物。这意味着多种细菌可能有产生5HIAA的能力。在这项工作中，团队发现了其中一种细菌A. onderdonkii可以产生5HIAA，这强调了肠道微生物可以通过产生吲哚衍生物，包括5HIAA和IAA，以此来缓解结肠炎。其他产生吲哚及其衍生物的细菌需要在未来的研究中进一步探索。而由于团队尚未进行定植评估、毒理学检测和进一步功能验证等一系列研究，所鉴定的肠道菌株A. onderdonkii是否可以进一步发展为产品尚不清楚。因此，需要进一步研究桑黄抗结肠炎作用及其作用机制，从而促进SH的开发和应用。结语本研究成果是李有贵等团队在炎症性肠病（IBD）治疗等方面研究取得的全新进展。研究团队利用齐碳纳米孔测序平台长读长技术优势结合二代测序，完成了桑黄多酚抗结肠炎肠道分子机制的验证和揭示，为开发结肠炎治疗策略提供了可靠的科学理论依据。特别鸣谢李有贵、吴崇明和刘永鑫等研究团队的专业指导。以下为本研究结果作者简介——钟石（第一作者）浙江省农业科学院副研究员研究方向为肠道微生物与肠道损伤、糖脂代谢。以第一或通讯作者在Journal of Functional Foods、Chemico-Biological Interactions等期刊发表学术论文10余篇，主持浙江省自然科学基金、浙江省重点研发项目子课题、浙江省中医药科技计划重点项目子课题等；授权发明专利16件。孙雨晴（第一作者）浙江省农业科学院助理研究员研究方向为肠道微生物与肠道损伤、糖脂代谢。以第一或通讯作者在Carbohydrate Polymers、Animal Nutrition等期刊发表学术论文10余篇，主持中国博士后基金、浙江省博士后基金、浙江省公益农业项目等；授权发明专利3件。刘永鑫（通讯作者）中国农科院深圳基因组所研究员，iMeta期刊执行主编，宏基因组公众号创始人研究方向为微生物组方法开发、功能挖掘和科学传播，在Science、iMeta、Nature Biotechnology、Nature Microbiology等期刊发表论文50余篇，被引17000+次，入选全球Top 2%高被引科学家。主编《微生物组实验手册》专著，为Nature Communications、Microbiome、ISME、NAR等69种期刊审稿202次。吴崇明（通讯作者）天津中医药大学研究员，博士生导师。中国药理学会心血管药理专业委员会委员，中国中医药信息学会中医临床药学分会常务理事担任Chinese Herb Med, Mol Med Rep, Integr Med Nephrol Androl, Disease Res等期刊编委。研究方向中药药理学，聚焦中药调控肠道微生物组与人类慢性疾病作用机制研究。主持国家自然科学基金项目3项，在Gut Microbes，J Adv Res，Mater Today Bio，Phytomedicine等杂志上发表相关科研论文100余篇，被引用2500+次，入选全球Top 2%高被引科学家。李有贵（通讯作者）浙江省农业科学院，研究员研究方向为肠道微生物与肠道损伤、糖脂代谢。以第一或通讯作者在Journal of Advanced Research、Carbohydrate Polymers、mSystems等期刊发表学术论文30余篇，主持国家自然科学基金、浙江省重点研发项目、浙江省自然科学基金等10余项，获省部级奖3项，授权发明专利14件。

中新网5月19日电 据外媒报道，近些年来网购日益流行，不少女性转战网络购物，包括搜罗合适的化妆品等。然而英国警方近日警告称，冒牌美容产品中含有&ldquo 老鼠粪便、人体尿液和其他有毒物质&rdquo ，对消费者的健康造成了极大危害。　　据报道，英国警方近日截获大批假冒美容产品，更针对化妆品假货充斥发出全国警报。伦敦警方表示，该批冒牌化妆品大多通过网购平台兜售，涉及多个知名品牌。英国当局在其中一个船运货柜，便检获多达4700件假冒产品。　　英国警方曾在过去1年半里，关闭5500个出售冒牌化妆品的网站，充公的假货总值达350万英镑。　　而来自纽卡斯尔33岁的埃默里表示，她在去年圣诞节派对上获得冒牌化妆品礼盒，她在使用眼线笔后，早上起床时眼部已变得浮肿。到了黄昏，她的脸部也一并变肿，眼部则状似被严重烧伤。　　报道称，埃默里最后需接受长达5周的抗生素治疗，才逐渐消肿，但至今她的皮肤仍然极易敏感。　　当地警方称，造假者用正品化妆品的图片欺骗消费者，让他们相信自己买的是正品。经测试，冒牌香水通常都含有有毒化学物质，包括氰化物和人体尿液。冒牌化妆品，如眼线膏、睫毛膏、润唇膏和粉底含有有毒化学物质和有害物质，比如砷、汞和铅。　　警方称，这些物质会导致过敏反应，比如皮肤不适、肿胀、皮疹和烧伤。测试总负责人伍德尔说：&ldquo 很多人不知道冒牌美容产品对他们健康的真正危险，所以这周我们发起了&lsquo 醒醒吧，不要冒牌货&rsquo 活动。美容产品是为了提升个人形象，但是假冒产品实际上会毁了你的形象。

p　　近日，中国科学院深圳先进技术研究院的研究团队在国际权威学术期刊Microbiome(《微生物组》)上发表最新研究，首次证实了人体肠道噬菌体组和糖尿病的关联性，为应用噬菌体干预肠道菌群，以及预防和治疗某些疾病提供了依据。/pp　　噬菌体是一类专一感染细菌的病毒，作为细菌的天敌，2014年被美国国立卫生研究院列为对抗耐药菌武器之一，同时也是人体肠道微生物组的重要组成部分。肠道噬菌体种类丰富、数量巨大，通过塑造肠道菌群结构，进而影响人体健康。但是，人们目前对于噬菌体的认识还非常匮乏。/pp　　论文作者首次利用已有的人体肠道微生物大数据，开发了一系列生物信息学方法，挖掘其中的噬菌体基因组序列，鉴定了大量的全新肠道噬菌体，揭示了肠道噬菌体组的多样性和新颖性。通过对这些噬菌体基因组序列的分析，科研人员发现这些噬菌体携带大量的功能基因，这些基因和宿主细菌在肠道环境中的生存适应性相关。/pp　　研究显示糖尿病患者的肠道细菌菌群组成变化和糖尿病有着显著的相关性。由于噬菌体—细菌之间是捕食者—被捕食者的关系，通常认为糖尿病人肠道菌群的变化会影响噬菌体的组成差异。但是，科研人员首次发现了肠道噬菌体的数量在糖尿病患者肠道中的数量显著高于对照组，经过进一步分析发现肠道细菌和噬菌体之间存在复杂的关系网络，细菌与噬菌体之间不是简单的“此消彼长”的关系。/pp　　据介绍，这个工作成果连同近期其他实验室发在《细胞》上的工作成果，都暗示着噬菌体—细菌—宿主两两之间存在着相互作用，这种关系有可能影响着人体的健康。未来，解析这些关系将是该领域的研究热点。/p

肠道微生态领域的活菌药物开发、多组学科研转化、FMT治疗等方向吸引了很多科研投入与初创企业。作为国内专注于肠道微生态诊疗转化的品牌年会，GMR 2021第二届肠道微生态与疾病研究转化论坛将于11月25-26日在上海召开。主办单位：上海市生物工程学会、上海商图信息Biomap协办单位：中华炎症性肠病多学科联合诊治联盟支持单位：深圳市合成生物学协会、北京华元生物技术研究院、广州市生物产业联盟、上海市微生物学会、武汉东湖国家自主创新示范区生物医药行业协会GMR 2021首发议程现揭晓，全嘉宾阵容及精彩议题先睹为快！主旨专场开幕致辞赵国屏，中科院院士、中科院上海生命科学研究院研究员调控肠道微生态增强肿瘤免疫治疗的临床研究发现秦环龙，同济大学附属第十人民医院院长话题待定欧易治疗2型糖尿病的肠道微生物多组学研究与转化赵立平，美国微生物科学院院士、上海交通大学生命科学技术学院微生物学特聘教授从肠道微生物多组学到医学转化（FMT治疗，早筛诊断）NASH-微生物相互作用关系研究与临床转化研究吴健，复旦大学基础医学院教授，复旦大学附属中山医院，消化科双聘教授肠道微生组学与肝硬化疾病的关系研究陆伦根，上海交通大学附属第一人民医院消化科主任，教授，博士生导师肠道菌群代谢产物改善非酒精性脂肪性肝病新机制范建高，上海交通大学医学院附属新华医院消化内科主任，教授，博士生导师FMT在IBD炎性肠病中的临床实践吴坚炯， 上海交通大学炎症性肠病诊治中心主任话题待定奇辉肠道微生物多组学在肿瘤免疫精准医疗中的研究与转化刘杰，复旦大学消化病研究所所长，附属华山医院消化科主任；复旦大学免疫学系教授洗涤菌群移植治疗自闭症的临床疗效分析何兴祥，广东药科大学附属第一医院消化内科主任医师、教授、医院党委书记肠道菌群FMT与抗肿瘤药物治疗李苏宜，中国科学技术大学附属第一医院肿瘤营养与代谢治疗科(西区)主任、肿瘤化疗科主任话题待定善行加速肠道微生态治疗药物研发与产业化细菌作为靶向性抗肿瘤活体生物药物的研究华子春，南京大学生科院教授、中国药科大学生物药物学院院长靶向精神类疾病的肠道微生态治疗药物研发与产业化段云峰，北京华元生物技术研究院院长肠道微生物群作为免疫治疗的新靶点朱永亮，普瑞森基因董事长、首席科学家肠菌移植药物的IND申报经验分享谭验，深圳未知君生物科技有限公司首席执行官/联合创始人圆桌讨论：中国如何加快完善微生态制药产业链与国际接轨？向斌，和度生物 CEO柳丹，鼎晖VGC（创新与成长基金）合伙人知易生物奕景生物调节肠道微生态小分子药物的新药发现与临床开发马振坤，丹诺医药创始人和首席执行官国际案例分享：肠道微生物治疗从科研走向产业化的关键因素 Dr. Alex Stevenson, 4D Pharma CSO欢迎联系主办方获取论坛完整议程：180 1793 9885赞助招募截止在即！主题演讲、产品展示、合作邀约等多种形式全方位供您展示肠道菌群微生态研究：多样性研究、宏基因组学、代谢组学、微生物组学等多组学技术，及诊断、FMT以及制药等领域的多样赞助方式。欢迎咨询主办方：180 1793 9885（同微信）。多重限时粉丝福利：1、拼团大促，仅限本周！本周五（10月29日）前，若三人成团注册参会，可享受标准价立减1000元钜惠！拼团详情及优惠，欢迎联系小助手图图：180 1793 9885（同微信）。2、早鸟倒计时启动！10月29日前注册，可享受立减500元的早鸟价格，费用包含两天的会议门票、午餐、茶歇、会议资料以及会后演讲嘉宾授权可分享的PPT资料。扫码查看官网扫码或联系图图加入专业交流群欢迎联系组委会，获取大会议程！电话：+86 180 1793 9885邮箱：gmr@bmapglobal.com

记者24日从中科院昆明动物研究所获悉，该所郑永唐团队中科院大连化学物理研究所秦建华团队合作，建立了一种仿生肠芯片感染模型，为新冠病毒致病机理、传播途径研究和快速药物评价等提供了新的思路和方法。研究成果发表在著名国际期刊《科学通报》上。　　人体内肠道具有消化、吸收和分泌等功能，也是人体最大的免疫器官。新冠病毒感染病人主要以呼吸道症状为主，但仍有20%～50%的患者具有明显胃肠道症状，包括腹痛、腹泻、便血，甚至肠道穿孔等。在新冠肺炎患者的粪便样本中，还可发现病毒RNA，这意味着肠道有可能是新冠病毒攻击的另一主要靶器官。但此前，鲜有针对新冠病毒诱发肠道感染的研究，感染机制也不清楚。　　研究团队从人体肠道结构和功能特点出发，仿生建立了一种多层设计的可灌注肠芯片装置，模拟包含多种人源肠细胞、组织界面、3D细胞基质和机械流体等复杂因素的肠组织微环境。在昆明动物研究所BSL-3实验室，他们利用这组装置开展了相关研究。　　研究发现，当肠芯片装置暴露于新冠病毒后，在人肠上皮细胞内可见大量病毒复制，同时出现绒毛破坏，粘液分泌细胞分布异常，钙粘蛋白表达水平降低等多种肠组织屏障损伤改变。此外，病毒感染还可导致血管内皮细胞损伤，细胞数量明显减少以及细胞间连接蛋白表达降低等改变。此外，病毒感染可诱发人肠上皮细胞和血管内皮细胞异常响应。　　研究团队还首次尝试利用微流控仿生肠芯片装置，探究新冠病毒诱发的肠道感染，发现新冠病毒可导致人肠组织屏障功能障碍、内皮细胞损伤和炎症反应等一系列病理过程，反映了基于组织水平的肠器官生理特点，以及对新冠病毒的病理响应。整套装置具有建模周期短、耗费低和易于动态观测等优势。　　“下一步还可结合人体多种肠道免疫细胞和肠道微生物等因素，在芯片上建立更加复杂的肠道免疫微环境，这对深入研究肠道病原体与宿主间相互作用，以及病毒传播途径等具有重要意义。”郑永唐研究员说。

研究简介类器官/器官芯片为肠道病理生理学研究提供了新的前沿模型。类器官基于干细胞的自组织过程，能一定程度重现体内的功能特性；器官芯片利用微流控技术，引入生物材料，模拟肠道关键特征，构建仿生模型。而将二者结合，肠道类器官芯片比肠类器官具有更长的培养寿命，能更好重现肠道的结构和功能。近年来，随着基因编辑、3D 打印和类器官生物库等的迅速发展和交叉结合，类器官/器官芯片能更好地模拟肠道的稳态和疾病。在这里，我们总结了当前这些模型面临的挑战以及未来的发展趋势。该成果以 “Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological models” (《类器官/器官芯片：肠道病理生理学模型的前沿进展》) 发表于 Lab on a Chip 上，并被选为合作封面文章。论文信息Organoids/organs-on-a-chip: new frontiers of intestinal pathophysiological modelsL. Wu, Y. Ai, R. Xie, J. Xiong, Y. Wang* and Q. Liang*Lab Chip, 2023, 23,1192-1212https://doi.org/10.1039/D2LC00804A作者简介吴磊 博士生清华大学化学系本文第一作者，本科毕业于武汉大学，目前于清华大学化学系梁琼麟教授课题组攻读博士学位。他的研究方向为：肠道类器官/器官芯片模型的开发及在溃疡性结肠炎中的应用研究。王玉 助理研究员清华大学本文通讯作者，清华大学化学系助理研究员，从事器官芯片/类器官芯片的研究。目前，主持国家自然科学基金青年科学基金项目，作为骨干参与国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等。主要研究方向为基于微流控芯片平台的器官仿生模型的构建与机制研究，并应用于药物分析、新药开发等领域，以器官结构和微环境的模拟、形态建成和生物功能的体外重现为目标，进行体外仿生技术的开发。梁琼麟 教授清华大学本文通讯作者，清华大学化学系长聘教授，教育部长江学者特聘教授，研究方向以微流控芯片及其与质谱、光谱联用分析技术为基础，发展生命分析与药物分析新方法，开发生物医用新材料新器件，发明器官类器官芯片新模型，致力于服务国家药品质量与安全、新药创制以及中药现代化研究与开发。近年来重点聚焦于器官类器官芯片、单细胞亚细胞分析及基于质谱的多组学分析等。曾主持完成国家重大科技专项第一个微流控芯片药物研发关键技术项目，在器官芯片核心关键技术及血管、肝、肾、肠等器官芯片模型研究方面取得重要进展。以通讯作者在 Nat. Protoc., Adv. Mater., Anal. Chem., Lab Chip 等重要学术期刊上发表 SCI 论文 200 多篇，发明专利 30 余项。部分研究成果已在制药企业、临床医院得到广泛应用，曾合作获得国家科技进步二等奖 3 项。相关期刊

当下“肠道菌群”被公认为科学研究中的绝对热点，也因此国内外的肠道微生物研究应用都吸引了大批创业团队、知名药企和资本入驻。为推进肠道微生态领域的科研探索、临床应用与产业转化的加速发展，GMR 2021第二届肠道微生态与疾病研究转化论坛（11月25-26日，上海）应运而生。来自国内外肠道微生物诊疗转化领域的30+院士/PI/企业代表将出席本次论坛。支持单位：深圳市合成生物学协会、北京华元生物技术研究院、广州市生物产业联盟、武汉东湖国家自主创新示范区生物医药行业协会亮点纷呈 | GMR精彩议题预览关键词：肠道微生物多组学科研转化、肿瘤早筛、FMT 治疗、肠道微生态治疗药物LBP● 调控肠道微生态增强肿瘤免疫治疗的临床研究发现● 基于代谢组学技术下的肠道菌群相关血清代谢物肠癌早筛产品研发● 肠道微生态与慢性疾病研究及治疗FMT转化领先实践● 肠道菌群FMT与抗肿瘤药物治疗● 细菌作为靶向性抗肿瘤活体生物药物的研究● 活体生物药在肠癌适应症中的探索与开发● 调节肠道微生态小分子药物的新药发现与临床开发● 国际案例分享：肠道微生物治疗如何从科研走向产业化● 圆桌讨论：中国如何加快完善微生态制药产业链与国际接轨？… … 重磅高能 | GMR已确认嘉宾阵容全方位：集结权威+科研+临床+转化为一体赵国屏，中科院院士、中科院上海生命科学研究院研究员秦环龙，同济大学附属第十人民医院院长 赵立平，美国微生物科学院院士、上海交通大学生命科学技术学院微生物学特聘教授吴健，复旦大学基础医学院教授，复旦大学附属中山医院消化科双聘教授 陆伦根，上海交通大学附属第一人民医院消化科主任范建高，上海交通大学医学院附属新华医院消化内科主任刘杰，复旦大学附属华山医院消化科主任 何兴祥，广东药科大学附属第一医院党委书记、消化内科首席专家吴坚烔，上海交通大学炎症性肠病诊治中心主任 李苏宜，中国科学技术大学附属第一医院肿瘤营养与代谢治疗科(西区)主任、肿瘤化疗科副主任华子春，南京大学生命科学学院执行院长 赵奕宁，奕景生物联合创始人段云峰，中国科学院微生物研究所微生物基因组学联合研究中心Alex Stevenson，4D Pharma CSO 刘洋洋，知易生物首席科学官朱永亮，普瑞森基因董事长兼CEO 马振坤，丹诺医药创始人和首席执行官谭验，深圳未知君生物科技有限公司首席执行官/联合创始人柳丹，鼎晖VGC（创新与成长基金）合伙人… … 欢迎咨询18017939885（同微信）获取GMR完整议程距早早鸟截止，仅剩最后2天！ 9月30日前注册，即享每人立减千元的早早鸟钜惠。更多团购详情欢迎咨询组委！扫码进入官网立享注册优惠扫码或添加小助手：180 1793 9885加入“肠道微生态”专业交流群

近日，天木生物DREM cell设备助力中国农大、清华大学完成蜜蜂肠道微生物单细胞高通量培养，实现菌株级别功能多样性研究。 各种不同的生态系统都存在微生物群落，典型的微生物群落包括土壤、海洋或江湖等环境微生物以及人体或动物肠道微生物等。其中，肠道微生物群越来越引起人类的重视，越来越多的证据表明人体肠道微生物群的组成和活性变化与多种疾病和生态表型有关，如糖尿病、肥胖、结肠炎和严重抑郁症等。因此，若研究肠道微生物与宿主的关系，则能够更好地了解肠道共生体对疾病的作用机制，指导从肠道微生物角度出发的新的治疗方法和策略的构建，以达到治疗或预防疾病的目的。 今年6月份，中国农业大学的郑浩团队和清华大学的张翀团队在 Microbiome 上发表了名为“Strain-level profiling with picodroplet microfluidic cultivation reveals host-specific adaption of honeybee gut symbionts”的研究论文，使用高通量皮升级液滴微流控细胞分选仪（DREM cell）开发基于液滴的微流控技术培养蜜蜂肠道微生物，验证了微流控液滴平台在肠道微生物培养组学中的可行性，为更复杂微生物群落的大规模研究铺平了道路。 （来源：Microbiome） 传统培养方式限制测序技术深入研究微生物的基因型和表型多样性复杂微生物群由多种微生物组成，这些微生物是多物种复合体的一部分。尽管属于同一属和种的微生物拥有一个共同的、且对于细胞功能和物种的生存至关重要的核心基因组，但它们仍然拥有相当数量的菌株特异性基因，导致它们在生理和毒性特性等方面的不同表型，这些差异菌株可能会在不同程度上改变肠道微生物群的功能，进而影响到宿主健康。 因此郑浩表示：仅在物种水平上研究微生物群落是不够的，需要深入调查基因型和表型的多样性。培养是微生物研究的基础方法之一，但实际上由于培养条件的不适合，或是缺少互利共生的个体，很少有微生物可以在实验室条件下轻松培养，对于复杂群落而言，往往也只能成功实现其中一部分占多数的，或快速生长菌株的有效表征，并且传统的培养方式通常是低通量的，丰富的菌株多样性往往会在这个过程中被掩盖。 幸运的是，越来越强大的测序技术出现了，该技术可更深入、更清楚地了解共生肠道微生物组的结构、功能和多样性。16S rRNA 基因测序（16S rRNA gene sequencing）和鸟枪法宏基因组测序（Shotgun metagenomic sequencing）是当前用于微生物群落分析的两种主要工具。 16S rRNA 基因测序一般用于通过选择性扩增和测序微生物 16S rRNA 基因的高变区来识别和分类微生物，可以通过相对少量的原始读长来获得有代表性的细菌分类学估计。其具有高通量，成本低的特点，并拥有相当多成熟的生物信息学工具。但这种方法的主要限制为分类群是根据基因组的单个区域的序列分配的，这导致了分辨率不足。此外，扩增引物的选择也影响很大，一些引物已被证明会导致特定分类群的代表性过高或过低，这可能导致对分类单元的表示存在潜在偏差。 鸟枪法宏基因组测序对从整个微生物群落中分离出来的所有微生物的基因组进行测序。它的优势在于通过收集有关广泛基因组区域的序列信息，能够支持在物种水平上进行更准确的定义，提供更高的分类分辨率。同时还能支持进一步进行菌株水平的重建，得到新的基因或基因组，并对它们进行功能注释和途径预测以产生微生物群落的详细描述。但这种方法成本较高，需要深度测序获得更高的覆盖度以达到令人满意的分辨率，以及更复杂的下游分析。“虽然基于测序的方法不限于可培养的微生物群，但 16S rRNA 基因测序方法在种内分析的分辨率上仍然极其有限，并且可能会被每个基因组的 16S rRNA 基因的多个不同拷贝混淆，这同样会造成对实际存在于环境中菌株功能的误判；鸟枪法宏基因组测序通过考虑更多标记基因或全基因组来提供更多信息，目前也已经开发了许多工具来分析宏基因组数据来解决这些问题，但来自取样时间的或空间的偏差往往需要更深的测序深度来弥补，但这也带来了急剧升高的成本。”郑浩说道。 液滴微流控平台可克服传统培养方式的缺陷因此，若有一种培养方法可突破传统培养方式的局限，则会大大减轻测序技术的压力。基于液滴的微流控平台或许是个不错的选择。液滴微流控微流控（Microfluidics）是指一种在微米尺度空间对流体进行操控的技术，在该技术下可以将化学、生物等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米芯片上，因此又被称为“芯片实验室”。作为微流控芯片研究中的重要分支，液滴微流控是一种在微尺度的通道内利用流动剪切力或表面张力的改变，将两种互不相溶流体中的离散相流体分割成纳升级及以下体积的微液滴，并驱动微液滴运动对其进行操控的技术。张翀表示：基于液滴微流控的特征，我们可以通过在直径为数十至数百微米并由不混溶的油和工程表面活性剂分割的介质液滴种划分微生物来消除群落培养中过度生长的快速增长种群的影响。由于微制造的物理孔或通道不会限制液滴，因此可以快速创建数百万个独立的培养系统实现单个肠道微生物体的高通量培养。这极大克服了传统培养方式的缺陷，为通过培养来表征来自肠道共生体的稀有类群提供了机会。为了证明微流控液滴平台在肠道微生物群研究中的可行性，郑浩和张翀团队将蜜蜂作为研究对象。原因是与其他动物相比，蜜蜂的肠道细菌简单且稳定，宏基因组分析也表明，虽然蜜蜂肠道由数量有限的细菌系统发育型组成，但仍然存在显著的菌株水平多样性，个别菌株具有独特的基因组潜力和关键能力，这些能力在功能上与宿主的营养代谢和健康相关，为在菌株水平分析肠道共生体与宿主关系提供了很好的模型。具体做法如下：首先，构建了一个微流体液滴平台，并产生了用蜜蜂肠道中的单个细菌细胞包裹的液滴；随后，收集液滴并进行孵育培养，确定了液滴中微生物的生长能力，宏基因组分析揭示了与常规测序方法相比蜜蜂肠道更高的菌株水平多样性，证明了微流体平台在分离和富集稀有微生物菌株方面的潜力。▲图丨微液滴生成（来源：郑浩）最后，结合分箱策略，得到了蜜蜂肠道微生物的大量基因组草图，并进行了功能预测和比较基因组分析。对双歧杆菌属的分析揭示了潜在分类单元的存在，它们在跨膜运输、肌醇利用以及多糖利用方面存在丰富的菌株多样性。研究人员还得到了来自 Lactobacillus panisapium 的新菌株，该菌种在以往的研究中被认为特异性来源于中华蜜蜂；通过进一步的基因组比较，发现来自西方蜜蜂的菌株中独特地含有一组与饮食阿拉伯糖利用相关的代谢基因簇，包括araf43A, rafB, abfA 和abfB，这可能与它对不同蜜蜂宿主的适应密切相关。 ▲图丨微流控液滴中蜜蜂肠道细菌的单细胞封装和培养（来源：研究论文）“总体而言，结果证明了基于液滴的培养在研究蜜蜂肠道微生物多样性方面的适应性，同时这种方法也有潜力适用于其他复杂群落，在稀有类群的获得以及功能鉴定方面发挥作用。”张翀说道。他补充道，对于肠道微生物，当前的研究主要集中在特定培养基质下的微流体液滴培养，结合 16s rRNA 扩增子测序以研究肠道微生物个体的膳食碳水化合物代谢或抗生素耐药性。我们的研究则着重于通过隔离培养以富集在常规状态下难以检测的稀有类群，结合宏基因组的测序和分析，以较高通量实现对肠道稀有微生物的发现，以及代谢途径和功能预测，提供关于宿主和肠道共生体关系的崭新理解。“未来，我们可能会通过调整液滴大小、改善培养条件和测序方法来研究肠道真核微生物，并实现对单胞的高通量识别，这将进一步扩大我们对肠道复杂成员的理解。同时，我们的流程也可以进一步应用于人类肠道共生体的研究，扩展对人类肠道稀有类群以及它们与健康关系的认知和了解。”相关产品 研究团队所使用的液滴微流控细胞分选仪（DREM cell）是天木生物基于液滴微流控技术开发的皮升级液滴微流控单细胞分选平台，可将待筛选细胞进行包被形成单细胞微液滴，结合荧光筛选模型，可以在细胞水平完成微生物的高通量分离、培养、检测、分选等。 ▲图丨液滴微流控细胞分选仪（来源：天木生物） ‍ 高通量皮升级液滴单细胞分选系统（DREM cell）相比于传统筛选方法，筛选效率可提升1万倍，试剂消耗量可下降至百万分之一，在筛选通量显著提升的同时，单克隆筛选成本大幅度降低。该仪器不仅可广泛应用于细菌、酵母、动物细胞等的高通量筛选，还可以应用于蛋白、核酸、抗体等生物大分子筛选等相关研究领域。 项目技术参数液滴体积1-1000pL荧光激发与检测可选波段：（1）激发波长488nm，检测波长525±15nm，灵敏度1μM荧光素/单液滴（2）激发波长532nm，检测波长578±11nm，灵敏度100nM试卤灵/单液滴液滴生产频率0-10000个/s液滴分选频率0-1000个/s微注入速度0-1000个/s样品低温控制系统4℃恒温控制，±0.5℃工作环境常压状态下，室温，30%≤湿度≤80%，洁净暗室整机功率600W应用范围细胞、酵母、细菌、蛋白、核酸等 参考资料：1.https://blog.csdn.net/woodcorpse/article/details/125118043具有菌株分辨率的高通量、单微生物基因组学，应用于人类肠道微生物组|科学 (science.org)

尿检的原理十分简单，人体服用或注射药物后，这些药物及其代谢产物在一定的时间内或多或少地会出现在尿液中。检测人员通过对运动员的尿液作定量及定性的检测工作，就能检查出这些运动员是否使用过兴奋剂。　　而最新的高分辩率质谱仪的出现，使检测技术上有了极大的飞跃和发展。过去停止服用兴奋剂两周后查不出来的，现在即使间隔 50～60 天，也难逃高科技的法网。　　但是，有的违禁药物目前难以在尿检中查出，如缩氨酸、荷尔蒙及其同类产品像促红细胞生长素(EPO)、人体生长激素(hGH)等，而血检则能弥补这方面的不足。　　「查禁」永远落后于兴奋剂的更新　　在某个意义上，药检措施越严格，越会逼迫兴奋剂更新换代。欺骗者总能寻找到一些新的药物和方法战胜检查系统。合成类固醇药物被查禁，生长激素和红细胞生长素又被广泛运用。　　容易被检查出的苯丙胺、麻黄素等兴奋剂逐渐减少，取而代之的是更不容易被查出的各种能够增强运动员个人能力的方式。　　比如，在上世纪 70 年代，血液回输(运动员先从自己身上抽出一部分血液保存起来，临近比赛前再注射回体内，以便增加血红细胞的数量，把更多的氧气输送到肌肉，从而提高运动能力)就开始在奥运赛场上风行。　　这种方法同样是医生熟悉的，它也是手术中减少输血量的常用预备方法之一。但直到 1994 年冬奥会，国际奥委会才开始进行相关的检测。　　促红细胞生成素 (EPO) 是近年得宠的新型兴奋剂。它最早是一种治疗贫血等血液疾病的药物，由于它能促进红细胞生成，提高身体的耐力，被很多耐力项目选手用作兴奋剂。早在上世纪 90 年代，EPO 就被列入禁药名单，但在 2000 年悉尼奥运会之前，人们始终无法检测出这种兴奋剂。　　无怪有人说，奥运赛场不但是体育赛事的赛场，还是生物医药技术的赛场——从目前来看，情势非常严峻。　　而医生们和医学科学家们，也就这样悄悄地参与到了这样的盛会中，开展了一出猫捉老鼠的竞技。

植物次生代谢产物（Plant secondary metabolites，PSMs）在植食性哺乳动物的觅食生态中起到重要作用。黄酮类化合物是一类重要的PSMs，在植物中广泛存在；具有显著的促进健康的作用，包括抗菌、抗病毒、增强免疫，以及心血管保护等功能。目前，对食源性黄酮类天然复合成分的整体代谢规律及其与动物肠道微生物的双向作用，尚缺乏清晰的认识；关于黄酮类化合物的生态学功能研究相对较少，特别是其对濒危野生动物的生理影响及动物对食物中黄酮类化合物的适应性演化机制鲜有研究。　　大熊猫属于食肉目动物，具有食肉目动物的消化生理特征，但其食性特化为专性食竹。竹中具有丰富的黄酮类化合物。因此，大熊猫-竹子为研究食源性黄酮类化合物在植食性动物与植物之间的生态学功能提供了理想模型。　　9月22日，中国科学院院士、中科院动物研究所研究员魏辅文团队联合成都大熊猫繁育研究基地，在Microbiome上发表了题为Multi-omics reveals the positive leverage of plant secondary metabolites on the gut microbiota in a non-model mammal的研究论文。该研究运用代谢组学、宏基因组学和体外培养等方法，在完整的年周期内同步采集野外大熊猫的可获得样本（食物和粪便）；采集成都大熊猫繁育研究基地中圈养大熊猫的食物、粪便和血浆，剖析了大熊猫对黄酮类化合物的吸收代谢、利用偏好和生物转化，以及黄酮类化合物对大熊猫肠道微生物组成和功能的影响。主要研究结果如下：　　大熊猫对黄酮类化合物的利用规律：利用代谢组学方法，在竹子中鉴定了97个黄酮类单体化合物；与竹笋相比，竹叶中含有更多种类和更高丰度的黄酮类化合物。因此，随着食笋和食叶的季节性转化，黄酮类物质的摄入存在显著的季节性差异。血浆靶向代谢组学检测发现，直接以原型化合物的形式进入血液的化合物仅有12种。食物与粪便代谢组的比较分析发现，大熊猫对食物源黄酮类化合物的利用在亚类和单体水平上均有不同的偏好性，对食物源中的38种单体具有较高的利用率，且粪便中有新的黄酮类单体化合物生成。　　大熊猫肠道微生物适应性响应机制：粪便代谢组和宏基因组关联分析显示，PSMs-黄酮类化合物与肠道微生物的季节性具有显著的相关性。体外培养实验证明，黄酮类物质的季节性的差异摄入驱动了大熊猫肠道微生物的季节性变化，如野外大熊猫肠道微生物关键物种的变化（狭义梭菌属1，Clostridium sensu stricto 1），特别是对有益菌的生长促进作用，如益生菌丁酸梭菌（Clostridium butyricum）。食物中黄酮类摄入越高，大熊猫肠道微生物的多样性越低，微生物毒力因子的丰度也更低。宏基因组功能分析揭示了70%黄酮类化合物的吸收转化由肠道微生物参与完成，且肠道微生物也促进大熊猫对黄酮类物质的转化和利用偏好。　　以上结果证明，在长期演化过程中，大熊猫季节性食物转化行为是大熊猫对竹中有益元素最大化利用的适应。其中，黄酮类化合物对维持大熊猫肠道微生态的动态平衡发挥重要作用。该研究拓展了关于大熊猫营养生态学的认识：有益的PSMs可以通过调控肠道微生物，正反馈调节宿主生理，从而影响大熊猫的觅食策略。此外，该研究也为圈养大熊猫管理提供了重要参考，即食物源黄酮类化合物是大熊猫重要的天然益生元，对大熊猫的临床健康管理，特别是肠道疾病的治疗具有广阔的应用前景。　　该研究首次以非模式野生动物为模型，探索食源性黄酮类化合物的吸收代谢规律及其与肠道微生物的互作模式。从动物生态学的视角，应用多组学方法探讨有益的PSMs对植食性哺乳动物的生理作用。黄酮类化合物与肠道微生物的双向作用为探究动物-肠道微生物共演化提供了新思路。研究得到中科院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金的资助。

日期: 2018年7月26日时间: 14:00 – 16:00地点: 网络讲座语言: 简体中文 胆汁酸代谢的调控是肝细胞的主要功能之一。在各种理化因素所导致的肝损伤模型中，胆汁酸代谢异常是肝脏病变的基本特征。胆汁酸由胆固醇为原料在肝细胞中合成产生，合成后的胆汁酸与甘氨酸或牛磺酸结合，形成结合型胆汁酸并分泌在胆囊中储存。 现代研究表明，胆汁酸还是重要的信号调节分子，游离型和结合型胆汁酸可以激动转录因子Farnesoid X receptor（FXR），而FXR不仅对胆汁酸的合成、分泌与转运具有重要的调节作用，而且在糖、脂和能量代谢调节中扮演重要角色。 本讲座将详细阐述胆汁酸的肝肠循环，以肝炎、肝纤维化、肝硬化和肝癌为例论述血清胆汁酸的显著提高与人的肝脏疾病直接相关，最后以胆汁酸-肠道菌群之间对话出错导致肝癌的发生作综述。 讲座概要： 1.详细阐述胆汁酸的肝肠循环2.论述血清胆汁酸的显著提高与人类肝脏疾病的直接关系3.综述胆汁酸-肠道菌群之间对话出错可导致肝癌的发生 主讲者：王洋 博士（麦特绘谱生物科技(上海)有限公司技术支持） 毕业后就职于麦特绘谱（上海）科技有限公司，致力于开发和推广代谢组学技术方法（LC-MS/MS、 GC-TOF/MS），精通代谢组学技术在生物医药领域尤其是肝病研究及中医药研究中的应用，在代谢组学科研课题和项目设计上实战经验丰富，多次协助客户成功申请国家及地方的基金。 登录沃特世官网并搜索“胆汁酸-肠道菌群互作在肝病中的发现与应用”即可进行注册报名。 此网络讲座免费报名参加。您只需要使用一台链接网络的电脑即可参加。收到您的注册信息后我们会筛选并在讲座前通过电子邮件给您发送讲座登录链接。为了确保您成功接收邮件，请尽量避免使用网易邮箱（163.com&126.com）注册，谢谢！