例如，黏膜处的微生物可参与呼吸和消化道恶性肿瘤的肿瘤微环境，而肿瘤内的微生物能通过多种途径影响肿瘤的发生和发展。肠道微生物群的功能包括帮助排出食物中的毒素，减轻炎症反应，保持宿主细胞生长与增殖的平衡，这均与肿瘤的发生发展存在一定关系。一些微生物结合结肠上皮细胞的E-钙黏蛋白，通过极性的改变或是屏障的破坏，并触发β-联蛋白的活化。宿主和微生物间边界的缺失会导致模式识别受体及其信号级联反应的参与。......
2023-11-16
肠道微生物对小鼠行为和神经递质水平的影响
【摘要】：物种水平mOTU的PCoA证实了SCZ和HC小鼠之间存在的明显偏离。这项研究为肠道微生物群在SCZ病理学中的功能作用提供的进一步证据。此外，发现肠道微生物能够深刻影响色氨酸代谢途径和神经递质水平。最近的临床和临床前研究表明肠道菌群的紊乱和SCZ的发生存在潜在的联系。相比于正常组，分别只有15.3%和30.3%的OTUs在SCZ和抑郁症组是同步增加和降低的，表明SCZ中观察到的肠道微生物组成变化相对于抑郁症是特异的。
为了鉴定在SCZ小鼠中诱导这些改变的神经化学物质和行为的微生物，对来自SCZ和HC小鼠的总共54个粪便样品及其人类供体（患者和对照）的粪便样品进行了鸟枪法宏基因组测序。最终，每只小鼠获得7.49Gb的人源细菌基因组的高质量测序读数。物种水平的分类组成以宏基因组操作分类单位（mOTU）为特征。物种水平mOTU的PCoA证实了SCZ和HC小鼠之间存在的明显偏离。在供体粪便中存在的261个mOTU中，112个mOTU存在于受体小鼠的肠中，并且55个mOTU表明SCZ和HC小鼠之间的相对丰度差异显著（图7-1-4）。在这些差异富集的mOTU中，确定了30个mOTU，包括Parabacteroi desdistasonis、Parabacteroi desmerdae、Bacteroi deseggerthii、Odoribacter splanchnicus、Fusobacteriu mulcerans、Odoribacter splanchnicus、Clostridiums cindens、Sutterella wadsworthensis等（图7-1-4c）。来自差异富集的mOTU的功能基因能够注释到KEGG数据库，并且78个KEGG模块在两组小鼠之间的相对丰度上有显著差异，色氨酸生物合成功能在HC小鼠的粪便微生物组中显著富集，这与SCZ小鼠中较低的色氨酸水平一致。此外，两组小鼠之间的大多数差异富集的mOTU显示出与色氨酸或其代谢物或脑和血清中的神经递质显著相关（图7-1-5），突出了肠道细菌对色氨酸代谢和脑中神经化学物质的调节作用。
图7-1-4 物种水平mOTU的PCoA
图7-1-5 SCZ小鼠富集或耗尽Motus与色氨酸及其代谢产物和脑内神经递质的关系
微生物组在大脑发育和行为中发挥关键作用，并参与一些主要精神疾病，包括焦虑、抑郁和SCZ的发生和发展。这项研究为肠道微生物群在SCZ病理学中的功能作用提供的进一步证据。供体的一部分微生物群能够定植在小鼠的肠道中，SCZ小鼠表现出与人类SCZ类似的症状，包括精神运动过度活跃和认知障碍。此外，发现肠道微生物能够深刻影响色氨酸代谢途径和神经递质水平。在SCZ小鼠中，色氨酸分解代谢的Kyn—Kyna途径显著增强，而色氨酸分解代谢的5-羟色胺途径减少。此外，Kyn代谢的3-HK和Kyna分支之间的平衡在脑动态平衡和脑健康中起着至关重要的作用，SCZ衍生的微生物群促成了Kyn代谢，以及由3-HK向Kyna途径转换。精神分裂症（Schizophrenia，SCZ）是一种破坏性的精神类疾病，占全球总人口的0.5%～1%。此前研究者将重点放在对人类基因组的分析上，以确定SCZ的发病机制。通过全基因组关联（GWAS）分析已鉴定出108个易感基因座，但这些关联在SCZ中仅占约4%。可见，在遗传因素之外，还有其他因素影响着SCZ的发生。肠道菌群可以通过菌群—肠—脑轴（MGB）调节大脑功能和行为，且已被报道可影响宿主的情绪、记忆、认知和自发活动。最近的临床和临床前研究表明肠道菌群的紊乱和SCZ的发生存在潜在的联系。为了研究SCZ中菌群—肠—脑轴的潜在作用机制，试验共纳入63例SCZ病人和69例年龄、性别和BMI匹配的正常人，PANSS评分（评定SCZ症状严重程度）范围为45～120。对粪便样本进行16SrRNA分析后发现：相比于正常组，SCZ组的微生物丰富度指数（Chao）和多样性指数（Shannon）都显著降低（图7-1-7A），表明SCZ病人肠道菌群多样性更低；β–多样性分析表明两组的肠道菌群结构有明显差异（图7-1-7B）。另外，性别和抗精神病药物对微生物表型无显著影响。LEfSe分析找出77个有差异的OTUs，其中23个OTUs在SCZ患者中是增加的，包括Veillonellaceae、Prevotellaceae、Bacteroidaceae和Coriobacteriaceae；剩余54个是降低的，包括 Lachnospiraceae、Ruminococcaceae、Norank和Enterobacteriaceae。作者进一步和先前发表的重度抑郁症研究结果作对比以确定SCZ中的菌群结构变化是否是相对特异的。相比于正常组，分别只有15.3%和30.3%的OTUs在SCZ和抑郁症组是同步增加和降低的，表明SCZ中观察到的肠道微生物组成变化相对于抑郁症是特异的。为了鉴定与SCZ症状严重程度相关的细菌，作者采用相关分析发现2个和PANSS评分显著正相关以及6个负相关的OTUs，如下图7-1-7D所示。作者进一步采用逐步回归分析来鉴别关键的诊断SCZ的微生物标志物。SCZ和正常间最显著的差异出现在Aerococcaceae、Bifidobacteriaceae、Brucellaceae、Pasteurellaceae和Rikenellaceae，由它们组成的标志物组用于诊断SCZ和正常的ROC曲线下面积为0.769（图7-1-7E），表现出了潜在的诊断价值。(www.chuimin.cn)
图7-1-6 SCZ小鼠中，色氨酸分解代谢的Kyn—Kyna途径
图7-1-7 SCZ组的微生物丰富度指数（Chao）和多样性指数
有关微生物与人类健康的文章
- 详细阅读
-
肠道微生物对抑郁症的影响详细阅读
激素也十分影响情绪，同时情绪也受到免疫系统和肠道微生物的影响。抑郁症是全世界致残的主要原因之一。最新的抑郁症相关理论表明，肠道菌群失衡可能在这种疾病中起主要作用。所有这些表明，肠道菌群的外部操纵具有进行心理健康治疗的潜力。抑郁症患者的肠道菌群与健康人不同。众多研究表明肠道微生物连接大脑至少有3种途径：免疫、神经系统，激素和代谢物。......
2023-11-16
-
肠道微生物组对大脑健康的多种影响详细阅读
肠—脑轴人体肠道微生物组以多种方式影响人类大脑健康：结构性细菌成分如脂多糖为先天免疫系统提供低级强直性刺激。通过这些不同的机制，肠道微生物塑造了下丘脑—垂体—肾上腺轴的应激反应的结构。菌群在健康状态和疾病状态影响CNS。......
2023-11-16
-
肠道微生物对术后参考记忆的影响详细阅读
以往的研究表明，肠道微生物组影响认知功能和行为，且围术期相关因素，包括手术本身、抗生素、阿片类药物或诱导酸的药物等，都会影响肠道微生物组。图7-6-1麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆在异氟烷麻醉的18个月大的C57BL/6小鼠中进行胫骨骨折内固定以建立POCD模型。为了证实肠道微生物组在POCD中的作用，用复合抗生素或混合益生菌预处理小鼠。麻醉手术损害老年小鼠的参考记忆和诱发肠道菌群失调。......
2023-11-16
-
肠道微生物对结直肠癌的影响详细阅读
结直肠癌是最常见的癌症之一，并在全球造成重大的疾病负担。2018年，在全球所有癌症中，结直肠癌发病率排名第三，死亡率排名第二。根据双胞胎和家庭研究的证据估计结直肠癌的遗传率仅为12%～35%。这种微生物群已经成为一些癌症的重要环境因素，包括结直肠、肝脏、胆道，甚至乳房癌症。近几年动物和人类研究的证据，总结了肠道微生物群和结直肠癌之间的关系密切，其相关临床应用的潜力无穷。......
2023-11-16
-
肠道微生物与肝脏脂肪变性对人类健康的影响详细阅读
通过粪菌移植的方式，将罹患3级脂肪变性以及零级脂肪变性患者的粪便转移至抗生素处理的消除体内，发现受试小鼠体内三甘油酯的积累明显升高，进一步证实了脂肪变性与肠道菌群的相关性。将HFD喂养的小鼠的粪便微生物移植到特定的无病原体受体小鼠中会导致GVB损伤和附睾脂肪组织增加。......
2023-11-16
-
袖状胃减容术对肠道微生物群和代谢的影响：微生详细阅读
为了进一步研究肠道菌群、循环氨基酸和临床表型之间的关系，接下来分析了23例进行袖状胃减容术后的肥胖个体在0个月、1个月和3个月时这些参数的变化。进一步发现，在1个月时，14例实验组富集的MLGs的丰度降低。而在对照组1M和3M时，分别有8例富集的MLGs和37例富集的MLGs的丰度显著增加。通过SG进行的减肥干预在一定程度上可以修复肠道菌群和代谢的紊乱。......
2023-11-16
-
微生物对肠道癌症的转化应用启示详细阅读
了解结直肠癌微生物群的宏基因组结构将有助于选择有用的生物标志物，而认识微生物群相关的机制将有助于确定癌症预防和治疗的有用靶点。生物标志物是疾病存在或严重程度的指示器。鉴于有多项研究报道了由特定微生物引起的菌血症与随后的结直肠癌诊断之间的关系，检测这些特定细菌或其血液免疫反应可能为检测结直肠癌提供线索。......
2023-11-16
相关推荐