《营养不良的新生小鼠肠道微生物的组成和功能》

  • 来源专题:营养与健康
  • 编译者: huangzheng
  • 发布时间:2015-10-14
  • Undernutrition remains one of the key global health challenges facing children today. Distinct microbial profiles have been associated with obesity and undernutrition, although mechanisms behind these associations are unknown. We sought to understand how protein–energy undernutrition alters the microbiome and to propose mechanisms by which these alterations influence the malnourished phenotype. Outbred CD1 neonatal mice were undernourished by timed separation from lactating dams, while control animals nursed ad libitum. 16S rRNA gene sequencing and compositional analysis identified microbes from luminal contents of ileum, cecum and colon, while whole metagenome shotgun sequencing identified microbial gene content. Our results suggest that the most important determinant of microbiome composition is body compartment; communities derived from ileum are distinct from those from cecum and colon as observed by phylogenetic clustering analysis. However, within each compartment, microbiota from undernourished and control mice cluster separately. At the phylum level, undernourished mice harbor more Verrucomicrobia and less Bacteroidetes in the distal intestine; these changes are driven by an increase in Akkermansia muciniphila and decreases in Bacteroides and Alistipes. Undernourished mice have an overall loss of microbial community richness and diversity and are deficient in multiple microbial genetic pathways including N-glycan, inositol phosphate and one-carbon metabolism. Losses in these microbial genes may confer less efficient extraction of energy from nondigestible dietary components including glycans and phytates, whereas epigenetic alterations provide a means of persistently altering metabolism even after adequate nutrition is restored. Thus, the microbiome of an undernourished host may perpetuate states of poor nutrition via multiple mechanisms.

相关报告
  • 《PNAS:肠道微生物紊乱导致青少年慢性营养不良》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2018-08-25
    • 慢性营养不良,往往伴随着小肠组织的炎症。五岁以下的儿童容易受到上述疾病的困扰,这也是低收入国家儿童死亡率最高的疾病之一。在最近的一项研究中,来自法国巴斯的研究所的研究者们揭示了慢性营养不良的内在机制,并为该疾病的治疗提供了新的选择。在这项研究中,作者们第一次揭示了慢性营养不良儿童肠道微生物菌群发生了紊乱,相关结果发表在最近一期的《PNAS》杂志上。 在这项研究中,作者们采集了来自非洲国家地区的400名儿童的粪便样本以及十二指肠液样本,这些儿童中有一部分存在慢性营养不良症状。通过微生物组学以及宏基因组的分析,作者对两组样本中的微生物种类分布进行了深入了解。 “我们一开始认为慢性营养不良儿童样本中会有较多的肠道致病菌,例如弯曲菌、志贺氏菌以及沙门氏菌等”,作者们说道:“但令我们意外的是出现了口咽菌数量的增多现象”。 口咽菌中的部分细菌具有炎性特征,有几率会从口咽部向胃肠道迁移。由于这一研究的样本来自于不同地区,因此这一现象排除了饮食习惯、环境以及地理因素的干扰。 肠道中微生物种群分布的差异以及其与慢性营养不良症状之间的关系目前仍有待进一步研究。“我们知道受到慢性营养不良症状影响的儿童往往口腔卫生情况较差,同时收到了反复性地感冒的影响。这也许导致了致病菌从口咽部向肠道的迁移”。
  • 《微生物所科学家建成小鼠肠道微生物资源库》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2020-01-10
    • 1月7日,《自然·通讯》发表了中国科学家完成的小鼠肠道微生物资源库工作。   肠道微生物是近年来生命科学和健康领域研究的前沿和热点。越来越多的证据表明,肠道微生物与宿主健康和生长发育密切相关,在未来人体健康管理和医疗产业发展中,具有十分重要的作用。肠道微生物资源库的建设,是开发利用肠道微生物的基础,是认知宿主—微生物互作机制和开发微生物药物的关键。   此次报道的小鼠肠道微生物资源库包括126种微生物及其基因组。其中77种微生物是首次成功分离培养的新物种,并对其进行了分类学鉴定和命名,这些新物种的发现和鉴定,大幅度提高了对于小鼠肠道菌群高通量16S rRNA扩增子测序数据的物种注释比例。该小鼠菌株资源库覆盖了超过88%小鼠肠道的核心属,其基因组代表了超过52%的小鼠肠道微生物的非冗余功能基因集。该资源库的构建使得可培养的小鼠肠道微生物菌株资源从48个属增加到110个属、从76种增加到180种,为后续基于小鼠模型开展肠道菌-宿主互作机理研究和功能菌株开发奠定了资源基础。我们前期利用该资源库中的一株狄氏副拟杆菌开展了肠道菌群与宿主互作的研究,发现狄氏副拟杆菌通过产生琥珀酸、次级胆酸来激活不同的信号通路,发挥多靶点整体调节作用,是一种潜在的、新型抗代谢综合征益生菌 (Wang et al. 2019. Cell Rep.)。   该项工作由中国科学院微生物研究所刘畅博士等人完成,刘双江研究员和刘宏伟研究员为文章通讯作者。该项工作历时二年多,得到了中国科学院微生物组计划项目和国家自然科学基金项目的支持。