
01、伙食交响:肠子微益生菌的流量转化之舞
2024年9月24日,美国的耶鲁高中的Andrew L. Goodman先生技术团队在Cell上发表了题为“Microbial transformation of dietary xenobiotics shapes gut microbiome composition”的研究论文。该研究精益求精建模了少于150种小分子结构伙食杂质的胃肠道枯草芽孢杆菌技术群进行互动图谱,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,产气荚膜梭菌工程的细胞代谢功用才能对这种类化合物实现毒化与消肿止痛,而能所产生新的互为功用,加以分析了营养健康脏东西是怎样的正确引导产气荚膜梭菌工程群落的打造历程。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,运用细胞代谢组学浅析工艺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测序技术应用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。
不仅而且,科研技术人员还将94种营养健康外源性物料与四个肠胃微菌物群落共培植,并导入了小团伙物料,用在压制这七种代表会性肠胃相互依存菌的种植,我委讨论肠胃微菌物怎么样才能影向营养健康外源性物料的致癌性。工作感觉,有11种单质在离体培植的时候中被分解排泄导致了属于含毒的护墙板的分解排泄分解基础代谢物,而其的默认要素并不配备致癌性。那些属于含毒的护墙板分解排泄分解基础代谢物够压制肠胃相互依存菌的种植,以致影向群落框架。一种感觉表达,肠胃微菌物根据分解排泄的作用够的转变营养健康外源性物料的致癌性,以此对肠胃微菌物群落的构成导致长远影向。
图1 原则图(图源:Elizabeth, et al., Cell, 2024)
02、性药物试练:胃肠道菌群的应变速率之道
同日,Cell上发表了另一项由非洲氧分子生物技术学试验室室的Athanasios Typas老师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,与多元化病菌对比,简化的微生物学体当中工程群落应该确保其的人抵御口服药影向,或使敏感性性的的人变得越来越进一步敏感性性。口服药生物学体工程转变成和生物学体工程积少成多是群落确保的重中之重工作机制,但在高口服药溶度下能被毁损。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测序和分泌组学剖析新技术,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 具体步骤图(图源:Sarela, et al., Cell, 2024)
03、总结报告
时间推移这2项再创性实验的发布的,令我对消化道微菌物群落怎样才能影向我对药材和食物成份的反响有着深些入的认得。这样实验一方面折射出了消化道微菌物在药材基础代谢和食物异菌成分图片转换中的关键性用处,还表示了个体户间不同在缓解和营养素反响中的有效性。消化道微菌物群落是爱安全的护守者,也是爱对药材和食物反响的调整者。时间推移完美的发展,我正慢慢解开鸟卵怎样才能培育我安全的神奇面具。确认这样实验,我感触要确保更精细的治疗和食物推荐,为每一人给予最适于你们内部环保体统的安全计划书。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“层次宏核膳食纤维组”,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,实现万级高水准深入核蛋白监定,并提供菌群注音、血清酶联免疫法具体定性分析、血清功效注音、不同血清具体定性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。拜谱生物工程已建立了完善成熟的转录组学、球蛋白组学、排泄组学以及多个学结合产品技术服务体系,助力高分文献发表,欢迎咨询!
学习论文资料:
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.