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昨天,“欧盟-中国科技周”发布30余项欧洲和中国科研团队共同参与的明星科研合作项目。其中,丹麦哥本哈根大学客座教授、华大基因执行总裁王俊教授带来了人类宏基因组学研究的最新消息:人体肠道菌共有300万至500万个基因,其DNA密码已被完全破解。目前,研究人员正在判断各基因功能,及其在不同疾病扮演的角色。 宏基因组备受关注 如果将地球生命的诞生过程浓缩成一年,人类是“最后一秒”的事,而微生物则出现在“第一秒钟”。因此,要详细理解人体生物学,不仅需要认识人体基因组,更需要对人体微生物宏基因组有很好的了解。 人类总是和环境、身体甚至细胞中存在的微生物共同生活。人体中微生物的数量是身体细胞数量的十多倍,其基因编码更是人体基因组的100倍。这些复杂、动态的微生物对人体生理、营养和免疫力有重要影响,人体微生物群落的紊乱是导致疾病的主要因素。 理解人体微生物群落的动态和本质变化,是一项巨大的科学挑战;定义这种动态的多样性,为基因组学开辟了全新的发展领域。为了完成这一目标,研究人员首先聚焦对人体健康有重要作用的肠道微生物群。欧盟第七框架协议投入1140万欧元资助了“人类肠道宏基因组计划”,我国华大基因是参与者中唯一的非欧盟研究机构,也是国内唯一的入选者。 肠道菌群决定胖瘦? “人体肠道共有1000至2000种微生物,菌群总重量有一两公斤。”王俊说,该项目研究已进入第三年,结果发现,肠道细菌共有300多万个基因,远远超出人类自身的2万多个基因。这些基因分属1000多种不同的细菌,每个人肠道中都有其中至少100多种细菌。约40%的细菌可在半数研究对象的肠道中找到。 肠道中许多细菌是有益的,它们帮助人体处理复杂的化合物,还可以生成氨基酸和维生素,因此肠道细菌的种类和数量与身体健康有着密切关系。目前,所有的肠道微生物基因已经被测序完毕,接下来将通过深度测序和各种实验,定义并描述肠道宏基因组功能,确定其与各种疾病之间的关系。 例如,胖人肠道内有些微生物,瘦人体内却无。实验中,研究人员将肥胖老鼠肠道内的某些菌群,植入瘦老鼠体,瘦老鼠就会胖起来。“生活中,有些人怎么吃都不胖,有些人吃点就胖,除了自身基因决定外,还有一个重要因素——肠道菌群。”王俊解释说,如果你爱吃肉,那肚子里的微生物也会爱吃肉,把肉消化完了,就会“吃”肠壁,一方面加强了肠道的通透性,另一方面也可能带来肥胖。 同时,研究人员还在研究糖尿病与肠道微生物之间的关系。分组对照实验显示,糖尿病人的肠道内确实存在两种特有的微生物,“至于这两种微生物是糖尿病的致病原因,还是糖尿病病程发展的结果,尚需进一步研究。”
[font=宋体][size=15px][color=black]肠道黏液屏障是抵御肠道病原体的重要防线,该屏障受损会使细菌与上皮细胞紧密接触,从而导致肠道炎症。因此,修复该屏障是缓解肠道炎症的一种有前途的策略。黄蜀葵是一种广泛分布于东欧和亚洲的植物,对人体具有很高的营养价值。然而,目前关于黄蜀葵多糖[i][/i]([/color][/size][/font][size=15px][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black])的药理学研究较少。其中大多数集中于其免疫调节和抗肿瘤活性。因此,[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]对粘液分泌和肠道菌群的影响仍然未知。[/color][/font][font=&][color=black][/color][/font][/size][font=宋体][size=15px][color=black]2024年6月8日,南[/color][/size][/font][size=15px][font=宋体][color=black]京中医药大学郭建明、段金廒团队在[/color][/font][font=&][color=black]Acta Pharm Sin B[/color][/font][font=宋体][color=black]([/color][/font][font=&][color=black]IF=14.7[/color][/font][font=宋体][color=black])发表题为[/color][/font][font=&][color=black]“Abelmoschus manihot polysaccharide fortifies intestinal mucus barrier to alleviate intestinal inflammation by modulating Akkermansia muciniphila abundance”[/color][/font][font=宋体][color=black]的文章,[/color][/font][b][font=宋体][color=red]发现黄蜀葵多糖([/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red])通过增加黏液产生来强化肠道黏液屏障,这在[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]介导的结肠炎改善中起着至关重要的作用。[/color][/font][font=&][color=red]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=red]敲除的小鼠模型表明,[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]对黏液产生的影响依赖于[/color][/font][font=&][color=red] IL-10[/color][/font][font=宋体][color=red]。此外,细菌消耗和补充证实,[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]对[/color][/font][font=&][color=red]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=red]分泌和黏液产生的影响是由肠道菌[/color][/font][font=&][color=red]Akkermansia muciniphila[/color][/font][font=宋体][color=red]介导的。[/color][/font][/b][font=宋体][color=black]这些发现表明植物多糖通过维持肠道微生物群的稳态来强化肠道黏液屏障,针对黏液屏障是缓解肠道炎症的有效策略。[/color][/font][/size] [size=15px][font=宋体][color=black][/color][/font][/size][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]1[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]AMP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]减轻急性结肠炎[i][/i]小鼠肠道炎症、恢复肠道黏液屏障[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体][color=black]为了阐明[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]对结肠炎的影响,[/color][/font][b][font=宋体][color=red]作者构建了[/color][/font][font=&][color=red]DSS[/color][/font][font=宋体][color=red]诱导的急性结肠炎模型[/color][/font][/b][font=宋体][color=black],发现[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]治疗的,小鼠腹泻较少,体重恢复较快,且[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]显著改善结肠炎小鼠的结肠缩短和脾肿大[i][/i],促进近端结肠中[/color][/font][font=&][color=black]MUC2[/color][/font][font=宋体][color=black]分泌并增加杯状细胞数量,从而增加肠道黏液层厚度。组织学评估显示[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]显著改善了肠道炎症,下调了促炎细胞因子[i][/i][/color][/font][font=&][color=black] TNF- α[/color][/font][font=宋体][color=black]和[/color][/font][font=&][color=black] IL-6[/color][/font][font=宋体][color=black]的转录和表达,[/color][/font][b][font=宋体][color=red]这些结果表明[/color][/font][font=&][color=red] AMP [/color][/font][font=宋体][color=red]改善了肠道炎症[/color][/font][/b][font=宋体][color=black][/color][/font][/size] [size=15px][font=宋体][color=black][/color][/font][font=&][color=black][/color][/font][/size][size=15px][font=宋体][color=black]为了研究[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]是否能改善杯状细胞功能,作者评估了与内质网应激[i][/i]和[/color][/font][font=&][color=black]MUC2[/color][/font][font=宋体][color=black]的[/color][/font][font=&][color=black]O-[/color][/font][font=宋体][color=black]糖基化相关的基因的表达,发现[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]显著影响了[/color][/font][font=&][color=black]ER[/color][/font][font=宋体][color=black]应激相关基因[/color][/font][font=&][color=black]Perk[/color][/font][font=宋体][color=black]、[/color][/font][font=&][color=black]Atf4[/color][/font][font=宋体][color=black]和[/color][/font][font=&][color=black]Xbp1[/color][/font][font=宋体][color=black]的表达,促进[/color][/font][font=&][color=black]B3gnt6[/color][/font][font=宋体][color=black]、[/color][/font][font=&][color=black]C1galt1[/color][/font][font=宋体][color=black]和[/color][/font][font=&][color=black]St3gal3[/color][/font][font=宋体][color=black]的表达。此外,共聚焦成像技术发现[/color][/font][font=&][color=black]DSS[/color][/font][font=宋体][color=black]显著缩短了肠道微生物与肠上皮细胞之间的距离,而[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]则阻止了肠道微生物的入侵。[/color][/font][b][font=宋体][color=red]这些结果表明[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]可以强化[/color][/font][font=&][color=red]DSS[/color][/font][font=宋体][color=red]诱发结肠炎小鼠的肠道粘液屏障[/color][/font][/b][font=宋体][color=black][/color][/font][/size] [size=15px][b][font=&][color=#0070c0][/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]2、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]AMP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]改善慢性结肠炎小鼠黏液屏障功能[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体][color=black]作者接着研究了[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]在[/color][/font][b][font=&][color=red]DSS[/color][/font][font=宋体][color=red]诱发的慢性结肠炎小鼠模型[/color][/font][/b][font=宋体][color=black]中的影响,发现与急性结肠炎模型一致,[/color][/font][font=&][color=black]AMP [/color][/font][font=宋体][color=black]治疗的小鼠对[/color][/font][font=&][color=black] DSS [/color][/font][font=宋体][color=black]诱发的慢性结肠炎的易感性降低,此外,[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]改善了远端结肠的组织病理学并降低了[/color][/font][font=&][color=black]Tnfa[/color][/font][font=宋体][color=black]和[/color][/font][font=&][color=black]Il6[/color][/font][font=宋体][color=black]的转录,结果表明[/color][/font][font=&][color=black] AMP [/color][/font][font=宋体][color=black]可改善结肠炎小鼠的肠道炎症。同样,[/color][/font][b][font=宋体][color=red]与急性结肠炎模型一致,[/color][/font][font=&][color=red]AMP [/color][/font][font=宋体][color=red]明显恢复了肠道黏液厚度,阻止了肠道微生物进入肠上皮细胞,[/color][/font][font=&][color=red]AMP [/color][/font][font=宋体][color=red]可恢复肠道黏液屏障功能,从而缓解急性和慢性结肠炎[/color][/font][/b][font=宋体][color=black][/color][/font][/size] [size=15px][font=宋体][/font][font=&][color=black][/color][/font][/size][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]3[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、增强粘液产生在[/color][/font][font=&][color=#0070c0]AMP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]介导的结肠炎改善中起着至关重要的作用[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=&][color=black]MUC2[/color][/font][font=宋体][color=black]是肠道黏液层的重要组成部分,其缺乏会导致肠道黏液屏障受损,进而诱发自发性结肠炎。由于[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]可恢复结肠炎小鼠的[/color][/font][font=&][color=black]MUC2[/color][/font][font=宋体][color=black]水平,作者利用[/color][/font][font=&][color=black]Muc2?/?[/color][/font][font=宋体][color=black]小鼠发现,[/color][/font][font=&][color=black]Muc2 ?/?[/color][/font][font=宋体][color=black]体重增加较少,[/color][/font][font=&][color=black]DAI[/color][/font][font=宋体][color=black]、粪便含水量和结肠萎缩均呈渐进性增加,且表现出肠道杯状细胞萎缩和粘液层变薄,导致炎症细胞浸润和促炎细胞因子分泌。[/color][/font][b][font=宋体][color=red]在[/color][/font][font=&][color=red]Muc2[/color][/font][font=宋体][color=red]缺失的情况下,[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]不在发挥作用,结果表明增强粘液分泌在[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]介导的结肠炎改善中发挥重要作用[/color][/font][/b][font=宋体][color=black][/color][/font][/size] [size=15px][font=宋体][/font][font=&][color=black][/color][/font][/size][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]4[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]AMP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]对黏液产生的影响依赖于[/color][/font][font=&][color=#0070c0]IL-10[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=&][color=black]IL-22[/color][/font][font=宋体][color=black]是一种细胞因子,可通过增加粘蛋白的产生来改善结肠炎相关粘液层的破坏。因此,作者检查了结肠炎小鼠中的[/color][/font][font=&][color=black]IL-22[/color][/font][font=宋体][color=black]转录,发现[/color][/font][font=&][color=black]AMP[/color][/font][font=宋体][color=black]对[/color][/font][font=&][color=black]IL-22[/color][/font][font=宋体][color=black]转录没有显著影响,表明它不会通过[/color][/font][font=&][color=black]IL-22[/color][/font][font=宋体][color=black]促进粘液的产生。[/color][/font][font=&][color=black]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=black]是另一种重要的抗炎细胞因子,它通过抑制促炎细胞因子的释放和维持肠道粘液屏障的完整性来延缓结肠炎的进展。[/color][/font][b][font=宋体][color=red]作者[/color][/font][font=&][color=red]IL-10[/color][/font][font=&][color=red]?[/color][/font][font=&][color=red]/[/color][/font][font=&][color=red]?[/color][/font][font=宋体][color=red]小鼠来评估[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]对粘液产生的影响,证明了[/color][/font][font=&][color=red]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=red]在粘液产生和[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]诱导的结肠炎改善中的作用,且[/color][/font][font=&][color=red]AMP[/color][/font][font=宋体][color=red]以[/color][/font][font=&][color=red]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=red]依赖的方式改善肠道炎症和粘液屏障功能[/color][/font][/b][font=宋体][color=black][/color][/font][/size] [size=15px][font=&][color=black][/color][/font][/size][size=15px][b][font=&][color=#0070c0]5[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]、[/color][/font][font=&][color=#0070c0]AMP[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]改善肠道菌群失调,增加[/color][/font][font=&][color=#0070c0]A. muciniphila[/color][/font][font=宋体][color=#0070c0]丰度[/color][/font][font=&][color=#0070c0][/color][/font][/b][/size][size=15px][font=宋体][color=black]越来越多的证据支持肠道菌群在粘液生成和[/color][/font][font=&][color=black]IL-10[/color][/font][font=宋体][color=black]分泌中发挥的关键作用。因此,[/color][/font][b][font=宋体][color=red]作者从患有急性结肠炎的小鼠身上分离出的粪便细菌[/color][/font][font=&][color=red]DNA[/color][/font][font=宋体][color=red]中的[/color][/font][font=&][color=red]16S rRNA[/color][/font][font=宋体][color=red]进行高通量测序
目的:通过观察盐酸林可霉素对小鼠肠道菌群,肠道组织病理学改变,血中淋巴细胞数的影响规律,以期为科学研究正确使用盐酸林可霉素造成菌群失调动物模型提供参考资料。方法:盐酸林可霉素连续灌胃3d停止给药,于停药后第1天,第4天,第7天,和第10天检测肠球菌数,双歧杆菌数,血中淋巴细胞数和肠道病理改变,评价盐酸林可霉素对小鼠肠道菌群的影响规律。结果:灌胃3d停止用药后第1天和第4天双歧杆菌减少,肠球菌增加,与正常组比较差异有统计学意义(P0.05),肠道黏膜皱褶变浅,上皮内杯状细胞减少。停药后第1天出现血中淋巴细胞数减少。结论:盐酸林可霉素短期大量给药,可造成小鼠菌群失调,肠道组织损伤,免疫功能受损,该损伤持续约1周。盐酸林可霉素是科学研究中用于造成菌群失调动物模型的常用抗生素,其抑制细菌生长,尤其抑制益生菌的作用非常明显,但各家用该药的方法、剂量有较大差别,由于动物的耐受性较强,菌群失调能持续的时间不清,本实验尝试在肠道菌群变化、肠组织损伤等方面来研究林可霉素造成菌群失调的规律。以期为该药在科学研究中的使用提供数据依据,现报告如下。