高通量16SrRNA标签测序法比较人与不同动物肠道微生物组多样性
肠道微生物与人类健康
肠道微生物与人类健康 转自中科院救星益生菌小组编辑 文章来源：武汉病毒研究所发布时间：2015-12-09 健康是人类永恒的话题。每个人都希望自己有一个健康的身体，但不可否认的现实却是各种各样的疾病一直困扰着大家，特别是由于饮食习惯的逐步变化及环境污染的影响，近年来各种慢性病更是呈井喷趋势。虽然人们常说吃五谷杂粮哪有不生病的，但问题是为什么我们吃的东西比以前营养丰富了，国人的健康水平却并没有明显改善，一些疾病特别是心脑血管疾病和恶性肿瘤已成为威胁人类健康的头 号杀手，医院往往是人满为患。大家不禁要问：健康的标准是什么？如何才能够拥有健康的身体？疾病特别是慢性疾病产生的真正原因 又是什么？真正健康的身体离我们究竟有多远？ 微生物与健康的关系一直是人们关注的话题，但长期以来我们对肠道微生物与健康关系的了解却非常有限。一百多年前，诺贝尔医学奖获得者、被尊称为“乳酸菌之父”的梅契尼科夫就认为：肠道健康的人身体才健康，肠道菌群产生的毒素是人体衰老和疾病产生的主要原因。他提出的人体自身中毒学说认为人体垃圾因为某些原因过量沉积在体内，导致慢性中毒，从而引发多种疾病。但由于缺少直接的证据，肠道微生物与人类健康之间的关系一直没有得到很好的解释。 近年来，随着高通量测序和宏基因组学等新的研究方法的不断开发和应用，肠道微生物对人类健康的影响重新引起重视，成为当前生命科学和医学的研究热点，一些国家相继实施了人体微生物组计划并
取得了突破性进展。现有数据表明，肠道是人体最大的微生态系统，栖息着总数约10的14次方、1000-2000 余种、重量约为1-2 公斤 的微生物。这些肠道微生物编码基因的总数超过330 万，约为人类 编码基因总数的100倍，因此肠道微生物又被认为是人体的第二基因组。肠道微生物基因组与人体基因组一起，通过与环境因素的相互作用，通过不同方式影响我们的健康。 肠道微生物从功能上可以分为共生、益生和病原微生物三大类，其中主要是细菌，也包括真菌、病毒和噬菌体，它们在人体肠道中保持着一种动态的平衡。如此庞大的肠道微生物群体通过与宿主的长 期协同进化，已经成为一个与人体密不可分的后天获得的重要“器官”。肠道微生物这一“器官”发挥的功能多种多样，包括物质代谢、生物屏障、免疫调控及宿主防御等，肠道微生物不仅帮助人体从食物中吸收营养，还能够合成氨基酸、有机酸、维生素、抗生素等供我们利用，并可以将产生的毒素加以代谢，减少对人体的毒害。不同的饮食习惯和生活方式对人体肠道微生物种类有很大的影响，例如高脂肪的饮食可以导致有益的双歧杆菌减少甚至消失。因此，肠道微生物和人体存在着互利共生的关系，对于维持人的健康发挥着重要的作用。 除物质合成与代谢功能外，肠道复杂的微生物生态系统与机体免疫系统之间的关系也极为密切。肠道微生物不仅可以作为天然屏障维持肠上皮的完整性，防止病原微生物入侵，还通过调节肠道粘膜分泌抗体作用于肠道免疫系统，并进一步影响天然免疫和获得性免疫，因此肠道微生物又被认为是人体最大的“免疫器官”。肠道微生物维持
肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育
11-05 摘要：栖息于动物肠道中的微生物群与宿主形成稳定的共生关系。肠道菌群的定植状态、繁殖能力和营养需求受到宿主生理稳态的影响，同时，肠道菌群的组成和多样性随宿主外部和内部环境的改变而发生波动。此外，肠道菌群通过肠道神经系统和外周循环系统直接或间接参与并调控宿主的信号传递、物质代谢、免疫形成和器官功能。骨骼肌的生长、发育和代谢很大程度上决定了动物的能量稳态和整体生长性能，是决定动物产肉性状和肉品生产的根本因素。当前，大量研究表明动物肠道微生物在促进肌肉生长和维持肌肉机能方面发挥重要作用，一些学者提出了“肠——肌轴”的双向信息交流机制。本文综述了近年来国内外关于消化道微生物参与调控人和动物的肌肉生长和发育、肌肉疾病形成、物质与能量代谢等方面的研究进展，加深和完善关于肠道微生物调控肌肉生长和发育的认识。 近年来，肠道微生物已逐渐成为生命科学领域的研究热点。哺乳动物胃肠道中栖息着数量庞大、种类繁多的微生物（细菌、真菌、古菌、病毒等），其中绝大多数是细菌。单胃动物肠道细菌的数量高达1014个，是细胞数量的10倍以上，由500种以上的细菌组成。仔猪出生后肠道微生物区系迅速发展，出生12 h后结肠中细菌的数量达到109～1010 CFU/g内容
物，以厌氧菌和兼性厌氧菌为主，并在断奶以后逐渐形成稳定的肠道菌群。肠道菌主要分为厚壁菌门（Firmicutes）、拟杆菌门（Bacteroidete）、变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、疣微菌门（Verrucomicrobia）和梭杆菌门（Fusobacteria），其中前2类菌门的数量超过全部肠道菌的90％。 在动物的进化过程中，肠道微生物与宿主形成了稳定的共生关系。微生物长期稳定的寄居在动物消化道内，它们的增殖和繁衍依赖动物机体提供适宜的环境因子和营养源。肠道菌群的黏附定植、组成变化和代谢活力直接或间接地影响和控制宿主的生长、发育以及各项生命活动。反之，肠道菌的定植和生长随着宿主动物的年龄、性别、生长环境、饮食营养的不同而发生波动和改变。病原菌、药物、应激和外部刺激等引起的宿主的急剧生理变化会影响肠道菌群的多样性和稳定性，导致肠道微生态失衡。 1 肠道微生物的重要生理功能 当前的研究证实，肠道菌对于宿主的健康生长具有不可估量的重要作用。除了协助宿主分解和消化进入肠道的各类营养物质（特别是膳食纤维），肠道菌群还能合成和产生多种营养功能物质（如B族维生素和部分功能性氨基酸等）。一些益生菌能够促进肠上皮黏液的分泌，协助宿主形成肠黏膜保护屏障，抑制外源致病菌群的定植。细菌产生的代谢物、菌体蛋白、细菌素等经由迷走神经和循环途径参与宿主各种代谢调控与信号传导。肠道微生态紊乱会引起宿主免疫失衡从而引发机体代谢表型障碍，并诱发多种疾病的发生，如抑郁症、帕金森症和肥胖症等。通过补充益生菌或益生元来促进优势菌群的繁殖，或者采用菌群移植的方式恢复肠道稳态，能够有效地减少有害菌的数量，恢复或者促进宿主的健康发育。 2 肠道菌群定植稳态影响动物肌肉生长和代谢 骨骼肌是动物重要的组织器官，负责机体的运动和平衡，保护内脏器官，同时还是重要的能量储存和消耗器官。骨骼肌组织可以通过分泌产生
人体肠道微生物群落与疾病
人体肠道微生物群落与疾病 .82.公共卫生与临床医学201062J】JJPublicHealthandClinicalMedicineV olume6,Number2,May2010 人体肠道微生物群落与疾病 翁幸鐾,糜祖煌 术专家论坛术 通讯作者:糜祖煌(1962一),男(汉族),江苏省无锡市人;1982年毕业于镇江医学院(现改为江苏 大学),研究员,任无锡市克隆遗传技术研究所所长;任公共卫生与临床医学》常务编委,编辑委 员会副主任委员,中国优生与遗传杂志编委,中华检验医学杂志编审专家,现代实用医学杂志编委, 世界感染杂志常务编委,中国人兽共患病学报编委,中国抗生素杂志编委,中华流行病学杂志审稿专 家,中华医学会微免学会支原体学组成员,亚洲支原体组织(AOM)理事;先后在中华检验医学杂 志》,Ⅸ中华医院感染学杂志,中华流行病学杂志》,中国抗生素杂志》,世界感染杂志》 和国外专业期刊发表论着,述评,专家论坛栏目文章共200余篇;主持完成国家自然科学基金项目2
个,省市基金项目多个;参编专着3部.主要研究方向:从事微生物分子鉴定,耐药基因和毒力基因 及菌株亲缘性分析等. 摘要:人体肠道定植的微生物群落绝大多数是无害甚至是有益的,它们就像器官一样行使实质性功能. 一 旦肠道微生物群落异常,就会产生一系列疾病.本文阐述了人体肠道微生物群落的形成和影响因素, 以及微生物群落异常与疾病的关系,并探讨了治疗方案和研究前景 关键词:肠道;微生物群落;异常;疾病;治疗 中图分类号:Q939.121文献标识码:A HumanIntestinalMicrobiotaandDiseasesWENGXing-beM1Zu—huang2(| Departmentof MedicalLaboratory,NingboNO.Hospital,Ningbo,31501~China,2Departme ntofBioinformatics,Wuxi CloneGen—TechInstitu把.Wuxi,214026.Chma1 Abstract:Themajorityofhumanintestinalmicrobiotaareharmlessorevenbene ficialbyperforming functionsessentialforoursurviva1.Shiftsinthemicrobialspeciesthatresideino urintestineshavebeen associatedwi也alonglistofpathogenesis.Thereviewprovidedanoverviewontheformationof
人体微生物与健康
人体微生物与健康 编者按：人体内外存在着大量微生物，它们帮助人类消化吸收营养、合成维生素、参与代谢调节、调控免疫机能、甚至影响着我们的情绪和认知行为。每个人都携带着具有其个体特征的微生物群体，对个体微生物的研究将在医学领域提供许多新的治疗和诊断途径。 陈紫微编译 微生物在我们生活的环境中无处不在，但长久以来，它们总是作为致病源而引起人们的注意。实际上，我们的体表和肠道中也生活着大量微生物，它们并不会使我们生病，反而对我们的健康起着重要作用，然而，这些小生物与人类关系的密切程度却鲜为人知。 大量居住在人体的微生物都是人类的好朋友 人体微生物的种类有数千种，其数量是我们自身细胞总数的1到10倍。我们常说人体寄生着大量微生物，而更确切的说法是，它们与我们共生。早在人类在地球上行走之前，动物与微生物就建立起各种互利共生关系——动物体为微生物提供保护及营养丰富的生存环境，作为回报，微生物则发挥其基因优势，帮助动物分解营养物质、合成维生素等。在漫长的进化过程中，向微生物“借基因”是动物获得新技能的一条捷径。
有科学家把人体的微生物群落看做是一个新近发现而尚待探索的“器官”，因为它们参与着我们赖以生存的各项生理过程。比如，居住在大肠中的一些微生物能合成人类自身无法合成的B族维生素。维生素B1、B2、B7是细胞能量代谢所需的辅因子，维生素B6在氨基酸合成中扮演重要角色，维生素B9参与核酸的合成……这些生化反应对于微生物和人类来说都至关重要，所以，B族维生素是微生物和人类共同所需的。然而，还有一些微生物基因却是全心全意地为人类服务，比如，肠道微生物合成的维生素K可以帮助人类凝血，对微生物自身却用处不大，这也可以看做是一个微生物和人类共同进化的证明。 小肠中的微生物可以分解人类无法消化的营养物质，使其易于被人体吸收。肠道微生物们是分解淀粉、纤维素、蔗糖等碳水化合物的好手，据估计，人体吸收的卡路里中约有10%是在微生物的协助下完成的，如果没有它们，这些营养物质就只能穿肠而过。肠道微生物还会分泌信号分子到人体血液中，参与大范围的代谢调控。从肠道微生物释放的信号分子不仅参与调节肝脏和肌肉细胞对能量的储存和利用，还能影响人体对胰岛素的反应性，甚至参与调控我们的食欲和体重。一个具体的例子是我们大肠的细菌在分解食物中的纤维素时，会产生蚁酸，蚁酸通过血液系统到达肾脏，调节盐代谢，从而影响我们的血压。
Ion torrent微生物(细菌)全基因组重测序文库构建实验方案
微生物（细菌）全基因组重测序文库构建实验方案 一、重测序原理 全基因组重测序是对已知基因组序列的物种进行不同个体的基因组测序，并在此基础上对个体或群体进行差异性分析。 二、技术路线 ↓基因组DNA提取 细菌DNA（纯化） ↓超声波打断 DNA片段化 ↓ 文库构建 ↓Ion OneTouch 乳液PCR、ES ↓Ion PGM、Ion Proton 上机测序 ↓ 生物信息学分析 三、实验方案 1.细菌总DNA的提取 液氮速冻、干冰保存的细菌菌液：若本实验室可以提供该细菌生长的条件，则对菌液进行活化，培养至对数期时，对该细菌进行DNA提取；若本实验室不能提供该细菌的生长条件，则应要求客户提供尽可能多的样本，以保证需要的DNA量。 细菌DNA采用试剂盒提取法（如TianGen细菌基因组提取试剂盒）。 取对数生长期的菌液，按照细菌DNA提取试剂盒操作步骤进行操作。提取完成后，对基因组DNA进行纯度和浓度的检测。通过测定OD260/280，范围在1.8-2.0之间则DNA较纯，使用Qubit对提取的DNA进行定量，确定提取的DNA 浓度达到文库构建的量。
2.DNA片段化 采用Covaris System超声波打断仪（Covaris M220），将待测DNA打断 步骤： 1）对待打断的DNA进行定量，将含量控制在100ng或者1μg 2）打开Covaris M220安全盖，将Covaris AFA-grade Water充入水浴容器内，至液面到最高刻度线（约15mL），软件界面显示为绿色 3）将待打断DNA装入Ep LoBind管中，其中DNA为100ng或1μg，加入Low TE 至总体积为50mL 4）将稀释的DNA转移至旋钮盖的Covaris管中（200bp规格），转移过程中不能将气泡带入，完成后旋紧盖子 5）选择Ion_Torrent_200bp_50μL_ScrewCap_microTube，将对应的小管放入卡口，关上安全盖，点击软件界面“RUN” 6）打断结束后，将混合液转移至一支新的1.5mL离心管中 3.末端修复及接头连接 3.1 末端修复 使用Ion Plus Fragment Kit进行，以100ng DNA量为例，各组分使用前瞬时离心2s 步骤： 1）加入核酸酶free水至装有DNA片段的1.5mL离心管中，至总体积为79μL 2）向体系中加入20μL 5×末端修复buffer，1μL末端修复酶，总体积为100μL 3）室温放置20min 3.2 片段纯化 片段纯化使用Agencourt AMpure XP Kit进行 步骤： 1）加入180μL Agencourt AMpure XP Reagent beads于经过末端修复的1.5mL离心管中，充分混匀，室温放置5min
胃肠道微生物与人类健康
胃肠道微生物与人类健康 摘要胃肠道中的各种微生物存在着动态平衡，一旦打破这种平衡就可能会引起多种疾病。因此，胃肠道微生物与人类的健康生活息息相关。以下就胃肠道微生物的组成、影响因素以及饮食、胃肠道微生物与急性溃疡性结肠炎、急性坏死性胰腺炎、急性腹泻、慢性回肠末端炎、肠易激综合征、糖尿病、儿童孤僻症等急慢性疾病之间的联系进行详细地分析和阐述，从而引起人们对胃肠道微生物平衡的重视，也为预防和治疗这些疾病提供一个新的视角。关键词胃肠道微生物平衡：急性疾病：慢性疾病：预防和治疗 在正常情况下，肠道菌群、主与外部环境建立起一个动态平衡，而肠道菌群的种类和数量亦是相对稳定的，但它们易受饮食和生活环境等多种因素的影响而变动，引起肠道菌群失调，从而引发疾病或加重病情(1)。近20年的大量研究表明，人体内低度的、全身性的慢性炎症是肥胖、糖尿病、冠状动脉性心脏病、衰老和老年疾病以及很多癌症的重要诱发因素。最近有学者发现，饮食不当造成的肠道菌群结构失调可能是这些慢性炎症的根源（2）。由肠道菌群失调引发的疾病包括多种肠炎、肥胖、肠癌甚至肝癌。有数据显示，因肠道菌群失调而导致临床患病的概率约为2%-3%（1）。因此，饮食结构与人体肠道菌群之间存在一定的关系，并影响着人类的健康。以下我们拟队饮食结构或饮食中营养成分发生变化对人类肠道菌群的影响极其导致的人体健康变化进行探讨。 1 胃肠道微生物的组成 人体的消化道是一个通过食物与外部坏境频繁接触的器官，自口腔至直肠都有大量的微生物存在。从口腔接近中性的环境到胃的酸性环境（pH2.5-3.5）对多数微生物有破坏作用，此时每克消化道内容物中微生物的数量为10000，而且主要以革兰阳性的链球菌、乳杆菌和酵母菌为主。进入十二直肠后，由于消化液的增加（如胆汁、胰液)以及停留时间短，十二指肠的环境非常不利于各种微生物的生存，此时微生物的组成不稳定，仅以极低的限数存在（3）。进入空肠和回肠后，微生物的数量开始增加，而且种类也在不断增加。在小肠末端，除了乳酸菌，尤其是双歧杆菌的数量级增长外，其他一些革兰阳性兼性氧菌如大肠菌科的细菌以及专性厌氧菌群，如拟杆菌和梭杆菌也开始出现，甚至在回盲部之前严格厌氧微生物已开始出现，此后（即在盲肠之后）严格厌氧的微生物在数量上超出兼性厌氧的微生物100-1000倍，此时细菌的数量可达到10^12cfe/g（3）。研究表明，未成年人的肠道菌有7个门的细菌组成（4）。这种构成是肠道微生物群与其宿主（人）共同并且双向进化的结果。其中，宿主因自然选择压力要求肠道微生物群趋于稳定。这些压力包括宿主在生理方面的存活压力、外界生存条件形成的肠道环境压力等(5)。因此，人体成年后肠道中菌群的门类正常情况下都是相对稳定的，只是优势菌“种”存在个体差异。 2 食物中破坏胃肠道菌群平衡的因素 一些致病性微生物的摄入可能引起肠道菌群失衡，并致人体患病。目前，发现能引起食源性胃肠道疾病的致病菌有10种左右。另外，病毒也能引起肠道菌失衡。 残留在动植物产品中的兽药、抗生素、苯酚、对甲酚、吲哚等化学物质，也会对人体肠道的平衡长生影响，还会对肠道定植菌的屏障功能产生影响，从而引发肠道菌群失衡。Jeong等（5）研究表明，环丙沙星对大肠杆菌、芽孢杆菌均有一定的抑制效果。而梭杆菌和乳酸菌对黄霉素最为敏感，真菌和梭杆菌对奥奎多司最为敏感（奥奎多司为光谱抗菌药，对革兰阳性菌和格兰阴性菌中众多细菌
微生物与人类健康2018
伤寒与细菌性痢疾 1 【单选题】（B）是细菌性痢疾的主要传播渠道。 A、唾液 B、食物 C、水源 D、体液 2 【单选题】通过（B）传播有可能会感染伤寒沙门氏菌。 A、空气 B、水源 C、唾液 D、接触 3 【单选题】伤寒可能首先出现的症状是引起（A）出血和穿孔。 A、肠道 B、胃 C、肾 D、肺 4 【判断题】采用抗生素治疗后，伤寒病死率可以降低到1%以下。（对）
【判断题】任意一种细菌与志贺氏菌结合都可以感染伤寒。（错） 1.2 霍乱与破伤风 1 【单选题】下列选项中，哪些不是霍乱可能引起的结果？（D） A、酸中毒 B、腹泻 C、反射性呕吐 D、血压上升 2 【单选题】下列不是关于破伤风杆菌说法的是（A）。 A、经飞沫传播感染 B、棒槌状 C、广泛分布与环境、土壤 D、厌氧细菌 3 【单选题】霍乱从1817年到1923年在世界范围内流行了（A）次。 A、6次 B、5次
C、4次 D、3次 4 【判断题】几乎不引起局部炎症症状，煮沸即可使之失活是破伤风感染。（错）5 【判断题】分泌外毒素，造成末端神经系统急性中毒的症状是破伤风感染。（错） 1.3 梅毒与幽门螺杆菌 1 【单选题】梅毒在不治疗的情况下，死亡率约达（D）。 A、50% B、30% C、40% D、20% 2 【单选题】由幽门螺杆菌引起的病症，（C）是十二指肠溃疡。 A、95% B、85% C、90% D、80%
3 【单选题】梅毒根据现有资料推测，（B）是其原发地。 A、亚洲 B、美洲 C、欧洲 D、大洋洲 4 【判断题】 梅毒病毒可能通过胎盘直接传染给胎儿。（对） 5 【判断题】存在于胃的上半部分幽门附近的病菌是幽门螺杆菌。（错） 1.4 黑死病 1 【单选题】通过（A）传播最容易得结核病。 A、空气 B、食物 C、水源 D、唾液 2
肠道菌群对动物免疫的影响
肠道菌群对动物免疫的影响 作者：李海国文章来源：猪病新干线点击数：85 更新时间：2009-12-5 9:26:05 在动物体内环境中通常有一层微生物或微生物层，在正常情况下即动物处于健康状态时，并未表现异常或致病现象，称这一层微生物为正常菌群或固有菌群和原籍菌群。这些菌群是动物机体内环境中不可缺少的组成部分，对动物宿主是有益无害的。 1 肠道菌群及其分布 肠道正常菌群的概念 在动物体内环境中通常有一层微生物或微生物层，在正常情况下即动物处于健康状态时，并未表现异常或致病现象，称这一层微生物为正常菌群或固有菌群和原籍菌群。这些菌群是动物机体内环境中不可缺少的组成部分，对动物宿主是有益无害的。 肠道菌群的分布 人和动物的胃肠道栖息着大约30属500多种细菌，主要由厌氧菌、兼性厌氧菌和需氧菌组成，其中专性厌氧菌占99%以上，而仅类杆菌及双歧杆菌就占细菌总数90%以上。 肠道个体菌群分为3个部分：⑴生理性细菌与宿主共生关系，为专性厌氧菌，是肠道的优势菌群，如双歧杆菌、类杆菌、优杆菌和消化球菌等是膜菌群的主要构成者，具有营养及免疫调节作用。⑵条件致病菌与宿主共栖，以兼性需氧菌为主，为肠道非优势菌群，如肠球菌、肠杆菌，在肠道微生态平衡时是无害的，在特定的条件下具有侵袭性，对人体有害。⑶病原菌多为过路菌，长期定植的机会少，生态平衡时，这些菌数量少，不会致病，如果数量超出正常水平，则可引起人体发病，如变形杆菌、假单胞菌和常为韦氏梭菌等。口腔内的菌群高度复杂，但经过胃被胃酸破坏，对胃肠道影响很小。 胃的酸性环境极大地抑制了微生物的繁殖，减少了进入小肠的微生物数目。在无酸的胃中细菌数会明显增多。胃内除了幽门螺杆菌或相关的菌种外，大多数是革兰氏阳性的需氧菌，如链球菌、葡萄球菌、奈瑟菌、乳酸杆菌和念珠菌，细菌浓度通常小于103/ml。幽门螺杆菌是真正的胃内细菌，它是引起胃炎的主要致病因子，是溃疡病的重要致病因子。 小肠是个过渡区，肠液流量大，足以将细菌在繁殖前冲洗到远端回肠和结肠，十二指肠和空肠相对无菌，含菌浓度为0～105/ml，主要菌种是革兰氏阳性的需氧菌，包括链球菌、葡萄球菌和乳酸杆菌。在远端回肠中，革兰氏阴性菌开始超过革兰氏阳性菌，经常存在大肠菌类和厌氧菌，含菌浓度为103～107/ml。 通过回盲瓣，细菌浓度急剧增加100倍以上，达1010～1012/ml，厌氧菌超过需氧菌102～104倍，主要的菌种是拟杆菌、真杆菌和双歧杆菌以及厌氧的革兰氏阳性球菌，正常人结肠中主要菌群是相同的，并且在一段时间内保持稳定状态。这些肠道固有细菌在维持肠道功能健康方面具有举足轻重的作用。 2 肠道菌群对动物免疫的影响及机理 肠道菌群形成一个庞大而复杂的微生态系统，有重要的生理意义。包括抵御病原体侵袭、刺激机体免疫器官的成熟、激活免疫系统及参与合成多种维生素、调节物质代谢等作用。 菌群屏障作用 动物的先天性或非特异性免疫应答，亦即机体免疫系统识别和排除各种异物，主要依靠机体的屏障作用，包括正常菌群、机体的皮肤黏膜、补体等体液因子抑菌、杀菌、溶菌等作用、吞噬细胞的吞噬作用等。从现代的研究不难看出，正常菌群在机体的屏障作用中是极为重要的一个方面。
肠道微生物与人类
肠道微生物与人类健康 很多人认为，显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大，即便有关也不是我们需要了解的。但事实上，微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部，尤其是在肠道里，不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内，渺小的微生物最有“发言权”。 我们体内有2公斤重的细菌，但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知，它们对人体的健康也还不被理解。 1、基本概念及综述 1.1 肠道微生物的定义：是一类生长在动物肠道中的微生物，它们构成了一个独特、多变的生态系统。这是在已发现的生态系统中细胞密度最高的系统之一。该系统中积聚着大量的微生物，同时细菌与宿主细胞之间紧密地接触在一起。 人类肠道微生物：即生长在人体内的肠道微生物。 1.2 肠道微生物的类别：分为两种，第一种称为正常菌群，第二种称为过路菌群，又称为外籍菌群。 正常菌群：数量是巨大的，约为1014左右，在长期的进化过程中，通过个体的适应和自然选择，正常菌群中不同种类之间，正常菌群与宿主之间，正常菌群、宿主与环境之间，始终处于动态平衡状态中，形成一个互相依存，相互制约的系统，因此，人体在正常情况下，正常菌群对宿主表现不致病。 过路菌群：是由非致病性或潜在致病性细菌所组成，来自周围环境或宿主其它生境，在宿主身体存留数小时，数天或数周，如果正常菌群发生紊乱，过路菌群可在短时间内大量繁殖，引起疾病。 1.3 肠道微生物的分布：在人类胃肠道内的细菌可构成一个巨大而复杂的生态系统，一个人结肠内就有400个以上的菌种。从口腔进入胃的细菌绝大多数被胃酸杀灭，剩下的主要是革兰氏阳性需氧菌。小肠微生物的构成介于胃和结肠的微生物结构之间。近端小肠的菌丛与胃内相近，但常能分离出大肠杆菌和厌氧菌。远段回肠，厌氧菌的数量开始超过需氧菌，其中大肠杆菌恒定存在，厌氧菌如类杆菌属、双歧杆菌属、梭状芽孢杆菌属，都有相当数量。在回盲瓣的远侧，细菌浓度急剧上升，结肠细菌浓度高达1011～1012 CFU/mL（CFU即colony forming unit，菌落形成单位），细菌总量几乎占粪便干重的1/3。其中厌氧菌达需氧菌的103～
水生动物肠道微生物研究进展
水生动物肠道微生物研究进展 作者：张美玲杜震宇 来源：《华东师范大学学报（自然科学版）》2016年第01期 摘要：动物体消化道栖息着一个数量庞大、种类繁多的微生物群落，肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系已成为国际生物学界研究的热点之一.然而与高等动物相比，水生动物这方面的研究尚处于起步阶段.本文从水生动物肠道共生微生物形成的影响因素、水生动物肠道微生物的组成特点、肠道微生物对宿主的影响以及肠道微生物生态学研究策略方面综述了近年来国内外研究取得的进展，阐述了消化道微生物分子生态学研究在水生动物营养代谢、免疫及发育调控中的意义和发展前景. 关键词：肠道微生物；水生动物；益生菌；免疫调节；营养代谢 中图分类号：Q938.1 文献标识码：A DOI：10.3969/j.issn.1000-5641.2016.01.001 0引言 动物体消化道内栖息着一个数量庞大的微生物群落，约含1000～5000种微生物，并由此在宿主肠道内形成了一个复杂的微生态系统（micro-ecosystem）.目前已知，消化道菌群与宿主及消化道环境（如食物、体温、pH值等）三者之间构成了相互作用与依赖的“三角”关系，共同参与营养物质的消化、吸收及能量代谢的过程，在高等动物中，已有很多研究阐明肠道微生物参与宿主营养代谢或免疫调节.新近的研究工作发现，人体肠道内的拟杆菌具有独特的碳水化合物结合结构域，可以有效地提高细菌对于膳食纤维的结合能力，增强其降解多糖的效率，帮助宿主利用膳食中的多糖类物质，人体肠道内的柔嫩梭菌（Fae-calibacterium prausnitzii）通过分泌特定的代谢物阻断NF-κB的激活及IL-8的产生，从而抑制肠道炎症疾病的发生，随着对肠道微生物功能解析工作的逐步深入，现在学界已逐渐认识到，在动物生理学尤其营养代谢研究中，必须充分考虑肠道细菌的作用。当前，高等动物肠道微生物与宿主生理代谢的相互关系与调控机制已成为国际生物学和医学的研究热点之一.然而水生动物肠道微生物与宿主生理的关联与调控研究尚处于起步阶段。相比于陆生脊椎动物，水生动物处于更为复杂的生态环境之中，其肠道微生物结构和陆生动物相比具有更大的多样性和复杂性，这也给水生动物肠道微生物研究带来了挑战。尽管如此，国内外仍有一些学者对水生动物肠道微生物进行了初步研究，并取得了较好的进展。 1水生动物肠道微生物结构形成的影响因素 与其它动物相类似，目前的研究表明水生动物的遗传背景、饲养环境、饲料组分均可以显著影响其肠道微生物的结构组成.关于宿主的遗传背景对肠道微生物的影响目前在国内外均有报道，研究发现处于不同生长环境中的斑马鱼肠道存在一个核心菌群，而生活在同一淡水环境
微生物基因组研究进展及意义
微生物基因组研究进展及其意义 近年来，病原微生物的基因组研究取得了飞速的进展。所谓基因组研究是指对微生物的全基因进行核苷酸测序，在了解全基因的结构基础上，研究各个基因单独或数个基因间相互作用的功能。由于过去人们大多从表型分析入手，寻找已知功能的编码基因，实际只了解微生物中极少数的基因，如链球菌的链激酶基因、结核杆菌编码的热休克蛋白基因等。还有大量未知基因未被发现。通过基因组研究，则从根本上揭示了微生物的全部基因，不仅可发现新的基因，还可发现新的基因间相互作用、新的调控因子等。这一研究将使人类从更高层次上掌握病原微生物的致病机制及其规律，从而得以发展新的诊断、预防及治疗微生物感染的制剂、疫苗及药品。此外，新发现的微生物酶及蛋白还可能有在工农业生产上的应用价值。因此，全球除已完成了70余株覆盖重要病毒科的病毒代表株全基因组研究外，据美国基因组研究所（The Institute for Genomic Research, TIGR）报道，目前已完成了19种微生物基因组测序，其中11种与人类及疾病相关（嗜血流感杆菌，生殖道支原体，肺炎支原体，幽门螺杆菌，枯草杆菌，伯氏疏螺旋体，结核杆菌，梅毒螺旋体，沙眼衣原体，普氏立克次体）。另外，还有40余种微生物已被登记正在进行测序，预计在1999～2000年完成〔1〕。 病毒基因组研究进展 病毒因其基因组小，是进行基因组研究最早的生物体。早在1977 年已完成了噬菌体DNA的全基因测序。存在于脊髓灰质炎疫苗中的SV40，是最早完成全基因测序的与疾病相关的病毒；此后，许多病毒均已完成了全基因测序，并根据序列的开放阅读框架（ORF）对编码蛋白进行了推导。已对相当一些病毒蛋白进行了重组表达，还对一些病毒基因编码的调控序列进行了研究。除一般大小的病毒已完成了基因组测序，对大基因组病毒，疱疹病毒科，如水痘病毒基因组为0.125Mb(Mega-basepair,兆碱基对)〔2〕。巨细胞病毒，基因组为0.229Mb〔3〕。我国已对痘苗病毒天坛株（约0.2Mb）进行了全基因测序，发现与国外的痘苗毒株序列有明显的差异〔4〕。我国还对甲、乙、丙、丁、戊、庚型肝炎病毒进行了国内毒株的全基因测序。近来还对国内2株发现的虫媒病毒毒株完成了全基因测序。我国从不同来源的标本中发现了不少乙肝病毒变异株，有的具有特殊的生物学特性〔5〕。对病毒基因中调控因子的分析，发现了与乙肝病毒增强子作用的新细胞核因子〔6〕。 因此，目前对病毒的基因组研究已进入了后基因组阶段，即从全基因水平研究病毒的生物学功能，同时发现新的基因功能。对于医学病毒学当前主要方向是研究病毒基因组中与致病及诱生免疫应答相关的基因，从而揭示和解决迄今尚未解决的问题，以达到控制或消灭一些重要病毒感染的目的。 建议目前可进行后基因组研究的领域为： 1．病毒持续性感染：基因组中与持续性感染相关的基因，基因变异或调控因子研究。已报道的乙肝病毒的前核心基因出现终止密码突变，
动物肠道微生态系统及益生菌的营养功能
动物肠道微生态系统及益生菌的营养功能 [2009-11-6] ????? 动物肠道内存在着大量的微生物，每克肠道内容物中含超过100亿个细菌，它们大部分与机体细胞密切接触，交换能量物质，相互传递信息，对宿主有营养、免疫、刺激生长和生物颉颃等作用，在肠道系统中起重要作用。正常情况下，肠道内的正常微生物群在定性、定量和定位等方面保持平衡状态，形成微生态平衡。益生菌是一种含有活菌及成分和产物的微生物制剂，通过改善肠道微生态平衡促进动物机体健康。益生菌能合成，形成具有抗菌作用的物质，也能加强肠道先天免疫系统。益生菌在肠道内能建立一个正常的共生菌群，防止潜在致病性病原微生物的侵袭。 ??? 1肠道微生态系统的概念 ??? 肠道原籍菌、外籍菌和其上皮细胞等生物成分与食源性非生物成分（未被消化的食物）及来自胃、肠、胰和肝的分泌物（如激素、酶、黏液和胆盐等）共同构成肠道微生态系统。当动物处于健康状态时，其肠道内微生物按一定的种群比例定植在肠壁上，处于一种稳定的菌群平衡，它们对于宿主有益无害，是动物内环境中不可缺少的组成部分。 动物肠道内存在着约有30个属500多种微生物，可分为专性厌氧菌和梭状芽孢杆菌、兼性厌氧菌、肠道球菌和大肠杆菌等和需氧菌3部分。肠道中以厌氧菌组成为主，革兰阳性菌占主要部分，主要是乳酸菌（乳酸杆菌、链球菌和消化链球菌等）和双歧杆菌。在大量细菌共生的环境中，不同菌种间的颉颃作用，宿主与细菌间借助对营养物质的吸收和利用，在消化道内相互作用，维系着消化道微生物生态系统的平衡。乳酸杆菌作为一种重要的原籍菌，能通过与肠上皮表而特异性的受体结合，有序地定植在肠上皮表，构成有层次的厌氧菌，与其他厌氧菌一起构成膜菌群。
肠道微生物分析方案_高通量_微基生物
肠道微生物多样性分析方案 （高通量测序Illumina MiSeq2×300 bp 平台） 微基生物科技（上海）有限公司 微 基生物
目 录 一、 引言 (3) 二、 分析流程： (3) 2.1 技术路线： (3) 2.2 生物信息学分析流程 (4) 三、 微生物多样性分析服务标准： (4) 四、 粪菌样本采集、存储及运输 (5) 4.1 粪便采集： (5) 4.2 基因组DNA 样品 (5) 五、 主要分析结果 (6) 5.1 测序数据统计分析 (6) 5.2 OTU-based 分析 (7) 5.3 多样性分析 （Alpha-diversity ） (8) 5.4 稀释性曲线（Rarefaction curve ） (9) 5.5 分类学分析（Taxonomy ） (10) 5.6 各样本间不同分类水平的比较 (13) 5.7 样品OTU 分布比较-Venn 图 (14) 5.8 Heatmap (15) 5.9 PCA 分析（Principal Component Analysis ） (16) 5.10 RDA 分析（Redundancy Analysis ） (17) 六、 高级数据分析及绘图服务 (18) 6.1 微生物种类分级进化树分析 (18) 6.2 网络图分析方案 (19) 6.3 进化树分析 (20) 6.4 多样品相似度树与柱状图组合分析 .............................................................................. 21 6.5 系统发育树与饼状图组合分析 .. (22) 6.6 LEfSe 分析 (22) 6.7 相关性分析 (25) 七、 肠道微生物研究案例： (26) 7.1 结直肠癌与肠道微生物 (26) 7.2 二型糖尿病与肠道微生物 (27) 7.3 饮食与肠道微生物 (31) 7.4 肥胖与肠道微生物 (33) 7.5 不同个体肠道微生物群落结构 (34) 联系方式： (36) 微基生物
肠道微生态与健康
肠道微生物与人体健康及其应用 学院：经济学院 班级：投资2班 姓名：黄鑫 学号：20151674
肠道微生物与人体健康及其应用 摘要: 很多人认为，显微镜下才能看到的微生物和人们的生活关系不大，即便有关也不是我们需要了解的。但事实上，微生物和人类健康有着密不可分的关系。在我们身体的表面和内部，尤其是在肠道里，不为人知地“居住”着许多微生物。在人体内，渺小的微生物最有“发言权”。一百多年来世界上有一批批科学家在不懈地努力进行着有关方面的研究和探讨。我们体内有2公斤重的细菌，但是其中只有大约20%可以被培养和研究。绝大多数的“人体房客”至今还不为人所知，它们对人体的健康也还不被理解。 关键词：肠道微生物肠道生态系统生理功能食品应用 1.肠道微生态系统 人体微生态系统包括口腔、皮肤、泌尿、胃肠道四个微生态系统。以
肠道微生态系统最为主要、最为复杂。人肠道中的细菌细胞数占人体总微生物量的78 %。肠道菌约400 ～500 种，分为原籍菌群和外籍菌群，原籍菌群多为肠道正常菌群，除细菌外，人体还存在正常病毒群、正常真菌群、正常螺旋体群等，各有其生理作用。肠道菌群最显著的特征之一是它的稳定性，它对人类抵抗肠道病原菌引起的感染性疾病是极其重要的。维持其稳定性是临床治疗的重点。 肠道菌群是人体肠道的正常微生物，如双歧杆菌，乳酸杆菌等能合成多种人体生长发育必须的维生素，如B族维生素（维生素B1、B2、B6、B12），维生素K，烟酸、泛酸等，还能利用蛋白质残渣合成必需氨基酸，如天冬门氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸和苏氨酸等，并参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进铁、镁、锌等矿物元素的吸收。这些营养物质对人类的健康有着重要作用，一旦缺少会引起多种疾病。 2.肠道菌群 2.1双歧杆菌 双歧杆菌是有益菌的代表，它是乳酸菌的一种，在显微镜下观察，其形呈叉状，是一种不喜欢氧气的细菌，栖居于人体没有氧气的大肠中。人体肠道中双歧杆菌的数量随年龄而异，在母乳喂养的初生婴儿的肠道中最多，几乎达到肠道总细菌量的99%以上，它起着保卫婴儿健康的作用。随着年龄的增长，肠道中双歧杆菌的数量逐渐减少，而产气荚膜梭状茵、大肠杆菌等有害腐败细菌逐渐增加。进入老年时，
肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育
动物营养学报２０１９，３１（９）：３９７６?３９８２ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｎｉｍａｌＮｕｔｒｉｔｉｏｎ 一 ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００６?２６７ｘ．２０１９．０９．００８ 肠道微生物调控动物肌肉的生长和发育 吴一敏一刘作华一齐仁立? （重庆市畜牧科学院，农业部养猪科学重点实验室，养猪科学重庆市市级重点实验室，重庆４０２４６０） 摘一要：栖息于动物肠道中的微生物群与宿主形成稳定的共生关系三肠道菌群的定植状态二繁殖能力和营养需求受到宿主生理稳态的影响，同时，肠道菌群的组成和多样性随宿主外部和内部环境的改变而发生波动三此外，肠道菌群通过肠道神经系统和外周循环系统直接或间接参与并调控宿主的信号传递二物质代谢二免疫形成和器官功能三骨骼肌的生长二发育和代谢很大程度上决定了动物的能量稳态和整体生长性能，是决定动物产肉性状和肉品生产的根本因素三当前，大量研究表明动物肠道微生物在促进肌肉生长和维持肌肉机能方面发挥重要作用，一些学者提出了 肠－肌轴 的双向信息交流机制三本文综述了近年来国内外关于消化道微生物参与调控人和动物的肌肉生长和发育二肌肉疾病形成二物质与能量代谢等方面的研究进展，加深和完善关于肠道微生物调控肌肉生长和发育的认识三关键词：肠道微生物；肌肉；猪；代谢；调控 中图分类号：Ｓ８２８一一一一文献标识码：Ａ一一一一文章编号：１００６?２６７Ｘ（２０１９）０９?３９７６?０７收稿日期：２０１９－０３－１３ 基金项目：国家重点研发计划项目（２０１８ＹＦＤ０５００４０４）；重庆市农发资金项目（１９５１３） 作者简介：吴一敏（１９９３ ），女，四川南充人，助理研究员，硕士，从事猪肠道微生物的生理功能研究三Ｅ?ｍａｉｌ：１５４５２１８５７３＠ｑｑ．ｃｏｍ?通信作者：齐仁立，副研究员，Ｅ?ｍａｉｌ：ｑｉｒｅｎｌｉ９９９＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ 一一近年来，肠道微生物已逐渐成为生命科学领域的研究热点三哺乳动物胃肠道中栖息着数量庞大二种类繁多的微生物（细菌二真菌二古菌二病毒等），其中绝大多数是细菌三单胃动物肠道细菌的数量高达１０１４个，是细胞数量的１０倍以上，由５００种以上的细菌组成三仔猪出生后肠道微生物区系迅速发展，出生１２ｈ后结肠中细菌的数量达到１０９ １０１０ＣＦＵ／ｇ内容物，以厌氧菌和兼性厌氧菌为主，并在断奶以后逐渐形成稳定的肠道菌群［１］三 肠道菌主要分为厚壁菌门（Ｆｉｒｍｉｃｕｔｅｓ）二拟杆菌门（Ｂａｃｔｅｒｏｉｄｅｔｅ）二变形菌门（Ｐｒｏｔｅｏｂａｃｔｅｒｉａ）二放线菌门（Ａｃｔｉｎｏｂａｃｔｅｒｉａ）二疣微菌门（Ｖｅｒｒｕｃｏｍｉｃｒｏｂｉａ）和梭杆菌门（Ｆｕｓｏｂａｃｔｅｒｉａ），其中前２类菌门的数量超过全部肠道菌的９０％三 一一在动物的进化过程中，肠道微生物与宿主形成了稳定的共生关系三微生物长期稳定的寄居在动物消化道内，它们的增殖和繁衍依赖动物机体提供适宜的环境因子和营养源三肠道菌群的黏附 定植二组成变化和代谢活力直接或间接地影响和控制宿主的生长二发育以及各项生命活动三反之，肠道菌的定植和生长随着宿主动物的年龄二性别二生长环境二饮食营养的不同而发生波动和改变［２］三病原菌二药物二应激和外部刺激等引起的宿主的急剧生理变化会影响肠道菌群的多样性和稳定性， 导致肠道微生态失衡三 １ 肠道微生物的重要生理功能 一一当前的研究证实，肠道菌对于宿主的健康生长具有不可估量的重要作用三除了协助宿主分解和消化进入肠道的各类营养物质（特别是膳食纤维），肠道菌群还能合成和产生多种营养功能物质（如Ｂ族维生素和部分功能性氨基酸等）三一些益生菌能够促进肠上皮黏液的分泌，协助宿主形成肠黏膜保护屏障，抑制外源致病菌群的定植［３］三细菌产生的代谢物二菌体蛋白二细菌素等经由迷走神经和循环途径参与宿主各种代谢调控与信号传
情绪与肠道微生物_张丽君
中国食品报/2013年/9月/10日/第005版 营养产业 情绪与肠道微生物 张丽君 情绪是人脑的高级功能，保证着有机体的生存和适应，对个体的学习、记忆、决策有着重要的影响。情绪也是个体差异的来源，是许多个性特征和心理病理的关键成分。一直以来，情绪的研究都离不开大脑神经系统。现在，越来越多的研究表明，病原微生物能够影响宿主的大脑和行为，甚至诱发精神疾患。肠道细菌能影响小鼠的大脑神经系统发育和行为模式的发展。肠道徽生物还与高血压、高血脂、慢性疲劳综合征、肥胖等慢性炎症状态有关，甚至与孤独症和抑郁症等精神疾病有关。美国哥伦比亚大学迈克尔·格尔森在《科学美国人》杂志上发表文章称，控制人类以及某些哺乳动物情感的五羟色胺、多巴胺以及多让人情绪愉快的激素，95%是在肠道里面合成的。格尔森等人强调，情绪的很大部分受肠道神经系统影响。因此，建立良好的肠道微生物平衡将是日后治疗情绪相关疾病的一个关注点。本文将总结各种情绪疾病与肠道微生物的关系，深入探讨肠道微生物对脑和行为的影响。 慢性疲劳综合征与肠道微生物 慢性疲劳综合征(CFS)是指一组以不能通过休息得到缓解的疲劳为主要特点，并伴有头痛、咽喉痛、肌肉关节痛、记忆力下降、注意力不集中等症状，常规检查没有异常发现，无法归入已知任何疾病的综合征。随着社会竞争的日趋激烈，生活节奏加快以及工作压力的增大，临床上以精神紧张、慢性疲劳为主诉的患者呈日益增高的趋势。世界卫生组织估计，此病危及世界人口的20%—25%。因此，CFS将成为21世纪影响人类健康的一个重要问题。 临床研究发现，CFS患者胃肠道功能失调，，黏膜免疫异常，循环促炎症细胞因子水平升高。与健康被试者相比，CFS患者肠道菌群发生了改变，包括双歧杆菌和大肠杆菌的数量减少，粪链球菌则大量增加。另有研究发现，肠道菌群的改变还可能与CFS患者的认知及情绪状态，特别是焦虑有一定的关系。 目前，补充有益菌的制剂对CFS患者有一定的治疗价值，还能减轻患者的压力和疲惫，甚至能改善神经认知功能。加拿大多伦多大学的一项随机双盲安慰剂对照组的研究，随机选取39名CFS患者，每天接受干酪乳杆菌(2.4×1010cfu)或安慰剂，持续两个月。在干预前和干预后，根据粪便样本检测分析病人的肠道菌群，并且使用贝克抑郁量表和贝克焦虑量表来评估病人的抑郁和焦虑状态。实验结果表明，与安慰剂组相比，服用乳酸杆菌组不仅乳杆菌和双歧杆菌显著增加，而且焦虑症状也明显减轻。 抑郁症与肠道微生物 抑郁症是一种情感障碍性疾病，核心症状是情感低落、兴趣和愉快感缺乏及意志行为减退，还包括有不适宜的负罪感、自杀念头、注意力不集中、失眠、食欲障碍等症状。该病具有高发病率、难治愈和高复发率等特点。根据世界卫生组织2001年的报告，抑郁症是全球主要致残原因之一，其发病率在不断上升，在世界十大医疗疾病负担中排名第四，到2020年可能上升到第二位。在中国，1998年抑郁症已经占据疾病总负担的第二位，虽然预计到2020年将会降至第三位，但其所占比重仍然在增加，从6.9%上升到7.2%。 抑郁的发病机制非常复杂，一般认为是由社会、环境和个体三方面因素相互作用引起的。目前，关于抑郁发生机制的假说很多，但大都只能解释某些方面的原因，除了应激性生活事件和个性特征等心理学解释，抑郁症神经生化机制的假说主要有:单胺类神经递质失衡假说、BDNF假说以及细胞因子假说等。