
01、膳食结构交响:肠管微动物的流量转化之舞
2024年9月24日,加拿大耶鲁读书的Andrew L. Goodman院士组织在Cell上发表了题为“Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition”的研究论文。该研究精密细绘制图了超过了150种小原子营养饮食杂物的肠内微动物群互动问答图谱,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,微海洋生物制品的分泌帮助要对这部分氧化物来毒化与抗毒,因而有新的双方帮助,诠释了营养膳食杂质怎么样鼓励微海洋生物制品群落的重朔的时候。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,运用分解代谢组学剖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测序的技术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。
不仅如此,钻研人群还将94种营养健康外源性物与哪几种消化道微海洋动物群落共培训,并分离出来了小原子物,用来缓和这七种代表着性消化道相互依存菌的种子发芽的,意在研究方案消化道微海洋动物怎么样才能提升营养健康外源性物的毒素。实验操作知道了,有11种有机物在体内培训历程中被分解分解分解消化吸收生成了微毒的分解分解分解消化吸收生成物,而两者的原创性状并不有着毒素。以上微毒分解分解分解消化吸收生成物就可以缓和消化道相互依存菌的种子发芽的,以求关系群落空间结构。这一种知道了呈现,消化道微海洋动物利用分解分解分解消化吸收效用就可以转变成营养健康外源性物的毒素,可以对消化道微海洋动物群落的形成生成之深关系。
图1 制度化图(图源:Elizabeth, et al., Cell, 2024)
02、用量试练:肠管菌群的应变速率之道
同日,Cell上发表了另一项由欧洲其他国家团伙动物学实验设计室的Athanasios Typas老师项目团队领衔的研究,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,与一种真菌想必,非常复杂的微动物群落能够自我爱护其组成員避免食用的制剂不良影响,可能使皮肤强烈的组成員越变更多皮肤强烈。食用的制剂动物转化率和动物沉积是群落自我爱护的核心考核机制,但在高食用的制剂质量浓度下能被损毁。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测序和产生组学了解的技术,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 流程步骤图(图源:Sarela, et al., Cell, 2024)
03、总结会
伴随这四项创始性设计的颁布,就让们对肠内的细小微绿色生态学体制品群落是怎样的危害.我对药材和餐食有效成分的反响有着深入入的看法。等设计除了阐明了肠内的细小微绿色生态学体制品在药材分解代谢和餐食异绿色生态学体制品质导出中的关键所在功能,还体现了了自身间对比在诊疗和莒养反响中的强势性。肠内的细小微绿色生态学体制品群落是.我营养生活的护守者,也是.我对药材和餐食反响的调理者。伴随实验的进一步,.我正计划经济体制揭秘二者是怎样的培育.我营养生活的诡异戴面纱。完成等设计,.我希望能建立更优质的医辽和餐食个体户建议,为每种人带来了最好我们本质绿色生物圈的的营养生活方法。04、拜谱工作小结
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“深度的宏高蛋白质组”,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,实现万级超宽深度.球蛋白判定,并提供菌群标注、核淀粉酶质定量定量深入分析定量深入分析、核淀粉酶质能力标注、性别差异核淀粉酶质定量深入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、球蛋白组学、细胞代谢组学以及两组学综合产品技术服务体系,助力高分文献发表,欢迎咨询!
基准文献资料:
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.