
01、营养膳食交响:可以使肠胃产气荚膜梭菌工程的还原成之舞
2024年9月24日,荷兰耶鲁大专的Andrew L. Goodman传授的团队在Cell上发表了题为“Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition”的研究论文。该研究柔性化画制了已超150种小分子结构膳食结构残留物的肠内微微生物菌种群沟通互动图谱,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,细菌工程的分解代谢效用够对这部分无机化合物实行毒化与清血毒,而能生产新的之间效用,阐明了营养饮食异物感如何快速引流细菌工程群落的重朔整个过程。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,运用消化吸收组学定量分析技巧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测序技能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,探究工作员还将94种营养健康外源性东西与六种消化道微动物群落共培植,并导出了小分子节构东西,采用可抑制性五种代替性消化道相互依存关系菌的成长,重在探究消化道微动物应该如何变换营养健康外源性东西的致癌性。工作遇到,有11种类化合物在休外培植环节中被排泄形成了没害的排泄产品,而鸟卵的原本特征并不享有致癌性。某些没害排泄产品可能可抑制性消化道相互依存关系菌的成长,然后危害群落节构。某一遇到发现,消化道微动物要 排泄用途可能演变营养健康外源性东西的致癌性,然后对消化道微动物群落的成分形成高邈危害。
图1 制度化图(图源:Elizabeth, et al., Cell, 2024)
02、食用的药物试炼场:消化道菌群的应力之道
同日,Cell上发表了另一项由欧洲地区团伙微植物学实验性室的Athanasios Typas教援拜谱生物领衔的研究,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,与单一化细菌病毒比较,很复杂的微动物群落可以养护其队员避免用量决定,或 使敏锐脆弱的队员会变得比较敏锐脆弱。用量动物被转化和动物积淀是群落养护的关键因素共识机制,但在高用量质量浓度下能被受到破坏。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测序和基础代谢组学介绍高技术,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 操作步骤(图源:Sarela, et al., Cell, 2024)
03、个人小结
伴近年来这两种缔造性探讨的上架,叫.我对肠管微细小微生态经济学学发酵群落要怎样才能影晌.我对食用的口服药剂和生活搭配文化营养品成分的表现出现很深入的联系。哪些探讨这不仅体现了肠管微细小微生态经济学学发酵在食用的口服药剂分解代谢和生活搭配文化异细小微生态经济学学发酵质变为中的主要使用,还注意了个体户间差异化在改善和营养品表现中的更为明显性。肠管微细小微生态经济学学发酵群落是.我安全的呵护者,也是.我对食用的口服药剂和生活搭配文化表现的调控者。伴近年来科学性的进一步,.我正日益揭下它是要怎样才能创造.我安全的秘密戴面纱。顺利通过哪些探讨,.我期许够控制更精淮的医疗服务和生活搭配文化意见与建议,为一本人给予最合适他本质生态经济系统性的安全计划。04、拜谱个人心得体会
在这一微生物组学迅猛发展的背景下,拜谱生物致力于通过创新技术推动微生物组学研究的深入。在16s、宏基因组、宏转录组等“宏组学”系列产品的基础上,对微生物组研究推出的产品“强度宏蛋白酶质组”,通过全新Astral质谱平台对微生物组的蛋白质进行高通量定性和定量分析,实现万级高水准宽度核蛋白监定,并提供菌群注脚、核球球蛋白降钙素原检测数据进行分析、核球球蛋白效果注脚、差异化核球球蛋白数据进行分析和高级分析等丰富的生信分析结果,助力揭示复杂样本中微生物种群与共生协作关系。深度宏蛋白质组学可以把微生物群落的基因信息和功能信息进行关联,揭示群体中发挥关键作用的微生物和与其相关的蛋白质功能,在“肠脑轴”、发病机制研究、疾病分型研究等多领域具有广泛的应用。拜谱生物学已建立了完善成熟的转录组学、淀粉酶组学、代谢率组学以及几组学结合产品技术服务体系,助力高分文献发表,欢迎咨询!
考虑学术论文:
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.