
01、营养健康交响:肠内菌群制品的应用之舞
2024年9月24日,意大利耶鲁大学时的Andrew L. Goodman教援创业团队在Cell上发表了题为“Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition”的研究论文。该研究精细化生成了以上150种小原子合理膳食残留物的直肠枯草芽孢杆菌工程群互动游戏图谱,深入探讨了这些化合物对微生物群落组成的影响、人体肠道微生物对这些异物的代谢过程,以及不同个体间的差异。研究揭示,微海洋海洋生物的导致目的才能对这样的类化合物采取毒化与抗毒,接着导致新的完美目的,解读了营养膳食脏东西应该如何帮助微海洋海洋生物群落的重造整个过程。这一成果系统地展现了膳食异物与肠道微生物群之间的复杂互动,并将毒化与解毒过程与微生物群对膳食反应的个体差异紧密相连。
为了深入探究肠道微生物如何代谢膳食外源性物质,以及这些代谢产物如何影响细菌生长和群落结构,研究人员选取了29份来自健康捐献者的粪便样本,并与22种膳食外源性物质进行了体外共培养,运用分解组学定性分析技木测量了化合物的代谢情况。结果显示,不同肠道微生物群落对各类化合物的代谢能力存在显著差异,这揭示了肠道微生物在代谢膳食外源性物质方面的多样性,这种多样性可能是导致个体间对膳食反应差异的关键因素。
进一步研究中,研究人员探讨了膳食外源性物质对肠道微生物群落组成的影响。通过将140种膳食外源性物质与四种不同的肠道微生物群落进行体外共培养,并采用16S rRNA测序技巧分析了群落组成的变化,研究发现有25种化合物能够显著重塑至少一种肠道微生物群落,其中10种化合物甚至能同时影响所有四种群落,主要归因于这些化合物的毒性。因此,膳食外源性物质能够通过改变肠道微生物群落的组成,间接影响宿主的健康。
前者,探析者还将94种饮食设备构造外源性东西与两种肠子微海洋菌物制品群落共陪养,并添加了小分子式东西,应用在压制五种象征着性肠子共融菌的成长,有何意义探析肠子微海洋菌物制品怎么样才能提升饮食设备构造外源性东西的毒素。实验报告看到,有11种氧化物在休外陪养期间中被消化吸收出现了这种的消化吸收乙酰乙酸,而它们之间的最初体型并不必备毒素。这种这种消化吸收乙酰乙酸都可以压制肠子共融菌的成长,以求导致群落设备构造。此看到表示,肠子微海洋菌物制品确认消化吸收功能都可以改变饮食设备构造外源性东西的毒素,得以对肠子微海洋菌物制品群落的包含出现高邈导致。
图1 原则图(图源:Elizabeth, et al., Cell, 2024)
02、药剂挑战:肠管菌群的应对之道
同日,Cell上发表了另一项由南美洲氧分子生物制品学实验英文室的Athanasios Typas教援管理团队领衔的研究,题为“Emergence of community behaviors in the gut microbiota upon drug treatment”,探讨了肠道菌群在药物处理下出现群落行为的机制。研究发现,与单独真菌相对来说,简化的产气荚膜梭菌制品群落就可以保护区的其人员遭受性药剂直接影响,或许使灵敏的人员变好更进一步灵敏。性药剂生态学制品流量转化和生态学制品掌握是群落保护区的的至关重要措施,但在高性药剂酸度中会被毁掉。这些发现有助于我们更好地理解药物-肠道菌群相互作用,并为设计更有效的药物和减少不良影响提供新的思路。
本研究旨在深入剖析药物对肠道菌群的影响,尤其是在复杂菌群环境中的具体作用机制。虽然药物已被证实能够直接抑制肠道细菌的生长,但其对整个肠道菌群的影响仍是一个未解之谜,且目前的研究主要局限于特定药物与特定菌群之间的相互作用。为了填补这一研究空白,研究人员精心构建了一个包含32种代表性肠道细菌物种的合成菌群,这些物种在健康人体肠道菌群中占据主导地位。同时,研究选取了30种具有代表性的药物进行系统筛选。通过将药物引入菌群并细致观察其对每个物种的影响,同时利用16S rDNA测序和排泄组学研究技艺,研究发现有26%的药物-细菌相互作用中观察到了菌群行为的出现,表明药物在单一细菌与整个菌群环境中的影响存在显著差异。研究结果表明,在低药物浓度下,菌群展现出了更强的生存韧性,而在高药物浓度下,菌群的保护作用减弱,药物的敏感化作用则相应增强。药物在菌群中的转化和积累过程是菌群保护作用的关键所在,特定物种通过表达硝基还原酶来降解药物,从而保护整个菌群免受损害。综上所述,药物对肠道菌群的影响与对单一细菌的影响相似,但菌群行为的普遍性不容忽视,且菌群的韧性受到药物浓度的影响。深入理解特定物种对药物的解毒能力,对于设计更加稳定和高效的菌群,以减少药物副作用或提升药物治疗效果具有重要意义。
图2 方法图(图源:Sarela, et al., Cell, 2024)
03、个人总结
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参阅学术论文:
1)Culp E, Nelson N, Verdegaal A, Goodman A. Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition. Cell. 2024 Sep 24. doi: 10.1016/j.cell.2024.08.038. 2)Garcia-Santamarina S, Kuhn M, Devendran S, Maier L, Driessen M, Mateus A, Mastrorilli E, Brochado A, Savitski M, Patil K, Zimmermann M, Bork P, Typas A.Emergence of community behaviors in the gut microbiota upon drug treatment. Cell. 2024 Sep 24. doi: 10.1016/j.cell.2024.08.037.