
01、膳食结构交响:可以使肠胃微生物当中学的转换之舞
2024年9月24日,USA耶鲁大学时的Andrew L. Goodman院士团队图片在Cell上发表了题为“Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition”的研究论文。该研究精细化绘制图了高于150种小团伙营养饮食硬物的肠胃分子生物学体群的互动图谱,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,微生态学的细胞代谢用都可以对这种单质实现毒化与降火,从而存在新的完美用,解读了膳食结构杂质是怎样疏导微生态学群落的重朔流程。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,运用产生组学研究分析新技术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测序技术性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。
除此之外,论述人群还将94种营养饮食外源性杂质与多种直肠微分子生态学制品学发酵体群落共激发,并添加了小碳原子杂质,应用在克制五种代表着性直肠总共生关系下了菌的种植,我委一起探讨直肠微分子生态学制品学发酵体该如何改变了营养饮食外源性杂质的毒副效应。实验报告看到,有11种化学物品在体内激发时中被消化吸收率生成了有害物品的消化吸收率乙酰乙酸,而这的原来形状并不有着毒副效应。这有害物品消化吸收率乙酰乙酸也可以克制直肠总共生关系下了菌的种植,于是应响群落节构。该看到是因为,直肠微分子生态学制品学发酵体根据消化吸收率效应也可以演变营养饮食外源性杂质的毒副效应,而使对直肠微分子生态学制品学发酵体群落的主成生成深入应响。
图1 长效机制图(图源:Elizabeth, et al., Cell, 2024)
02、类药物挑战:消化道菌群的应变速率之道
同日,Cell上发表了另一项由欧州原子植物学学实验报告室的Athanasios Typas专家教授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,与形式化真菌相信,更复杂的微菌物发酵学群落就可以呵护其全体组成员因对食用的类药剂影晌,甚至使灵敏的全体组成员越变愈来愈灵敏。食用的类药剂菌物学转化率和菌物学积累更多是群落呵护的主要新机制,但在高食用的类药剂溶度下易被毁坏。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测序和消化吸收组学具体分析技木,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 标准步骤(图源:Sarela, et al., Cell, 2024)
03、总结怎么写
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参考价值文献资料:
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.