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TUhjnbcbe - 2021/3/27 4:47:00

第73期《肠道君周刊》

FrontiersinImmunology:宿主G蛋白偶联受体与肠道菌群互作调控肠道屏障

败血症(全球强致死性疾病)发生的一个重要特征是肠道炎症反应和肠道上皮细胞通透性增加,从而导致革兰氏阴性菌进入宿主的循环系统,革兰氏阴性菌分泌的脂多糖(LPS)与宿主免疫系统互作诱发系统性炎症反应和器官衰竭以及坏死,最终导致死亡。

肠道炎症反应活化多种G蛋白偶联受体,参与降低肠道炎症反应以及免疫应激,并且与其配体结合后,具有抗动脉粥样硬化、降血脂、抗炎、抗肿瘤等生物功能,被视为很多疾病治疗的新靶点。

近日,来自吉林大学和广东微生物研究所的科研团队利用WT和G蛋白偶联受体A(GPRA)敲除的小鼠,结合盲肠结扎穿刺技术建立败血症动物模型,研究发现敲除鼠与野生鼠相比,具有更严重的炎症程度和更高的致死率,且敲除鼠的肠道机械屏障与化学屏障功能都被削弱了。

研究团队利用16SrDNA测序技术和生物信息学分析,研究发现,野生鼠与敲除鼠在肠道菌群组成及其代谢信号通路存在显著差异,其中野生鼠拟杆菌门和放线菌门含量高于敲除鼠,而敲除鼠厚壁菌门、变形菌门(多数致病菌属变形菌门)和疣微菌门含量高于野生鼠。

为进一步证实肠道菌在败血症模型中的作用,研究者通过抗生素处理和粪菌移植重建肠道微环境,证实肠道微生物在败血症发生过程中发挥了对肠道屏障的保护作用。

此研究为肠道菌群粪菌菌移植治疗肠道炎症反应提供了理论和实践依据,为宿主-肠道菌互作理论提供了坚实的证据,也为败血症等疾病的治疗和预防提供了有益的思路,也是世界首例首次利用小鼠模型建立了GPRA受体与肠道菌群之间的直接联系。

原文:GProtein-CoupledReceptorAandHostMicrobiotaModulateIntestinalEpithelialIntegrityDuringSepsis.

Nature:肠道感染可能是帕金森症的重要推手

来自蒙特利尔大学、蒙特利尔神经学研究所和麦吉尔大学的科研团队发现,在缺失帕金森病相关基因Pink1的小鼠中,轻微的肠道感染就能引发针对多巴胺神经元的异常免疫反应,并导致小鼠成年后出现帕金森样运动障碍。

先来了解一下Pink1和Prkn这两个基因,它们发生致病突变就会导致家族性帕金森病或青年帕金森病。

Pink1表达的蛋白PINK1和Prkn表达的蛋白Parkin,在细胞中最大的作用就是线粒体自噬,当细胞损伤发生时,线粒体也会因为功能障碍而不能再履行职责,细胞内的蛋白酶体系就会把损伤线粒体消化掉。PINK1和Parkin就是寻找、标注损伤线粒体,激活自噬的关键步骤。

研究人员首先给正常小鼠和Pink1敲除小鼠喂柠檬酸杆菌属的细菌Citrobacterrodentium,经过一系列检查,正常小鼠和Pink1敲除小鼠的免疫反应差不多,比如循环细胞因子水平、基因表达差异之类;过段时间再重复感染,小鼠们都建立了有效的适应性免疫。

奇迹发生在感染4个月以后,Pink1敲除小鼠开始“不会走路”了,它们全身都不太灵活,头抬不起来,特别是后腿的不灵活——这是帕金森病大鼠模型的典型特征。然后给小鼠喂食左旋多巴,一个小时之内它们的症状就好转了。

为了弄清楚原因,研究者分离了感染小鼠的脾细胞,发现Pink1敲除小鼠的抗原提呈细胞里出现了线粒体抗原提呈(MitAP),产生了针对自身线粒体的杀伤性T细胞。

研究人员同时把这些免疫细胞和各种各样的脑细胞共培养,发现星形胶质细胞没事儿,其他的神经元没事儿,只有多巴胺能神经元在培养第二天,神经元开始变形,胞体变大,突触密度降低长度缩短;培养第五天,40%多巴胺能神经元死亡。

此研究为我们治疗帕金森提供了新思路同时为治疗帕金森最佳时间提供了参考。

原文:IntestinalinfectiontriggersParkinson’sdiseaselikesymptomsinPink1?/?mice.

Science:通过“菌群系统”可对营养不良的儿童肠道菌群受破坏的程度进行评估

近日,华盛顿大学和孟加拉国国际腹泻病研究中心的科学家研究了孟加拉国幼儿的肠道菌群。

研究人员在孟加拉国收集了严重急性营养不良儿童的粪便标本,同时以健康同龄儿童作为对照,从婴儿出生起到5岁大,每个月留取粪便。

他们通过某种统计方法,找出队列中健康成员肠道中有哪些主要的细菌类型。经过分析,最终确定了一个由15种肠道细菌成员相互作用的“生态系统”,通过这15种肠道细菌可以对营养不良的儿童肠道菌群受破坏的程度进行评估。

接着,研究人员把孩子的肠道细菌送入无菌小鼠和无菌小猪体内,来筛选和特定细菌群落生长有关的食物配方。

由此制定出的新补充食品原型,可以在小鼠和猪这两种动物模型中帮助未成熟的肠道菌群向成熟形态发展,改善动物的健康。

原文:Asparsecovaryingunitthatdescribeshealthyandimpairedhumangutmicrobiotadevelopment.Science.

Science:基于肠道菌群设计的饮食对无菌动物和营养不良儿童肠道菌群建立的影响

在上一篇研究的基础上,孟加拉国国际腹泻病研究中心研究小组展开了临床试验。

研究人员把63名年龄在12~18个月、被诊断为中度营养不良的孟加拉幼儿被随机分配到4个治疗组。其中,1组补充的是过去常用的治疗食物,也就是没有根据肠道细菌设计的食物;另外3组分别接受了三套新设计的治疗食物。

在为期一个月的治疗过程中,其中包含了鹰嘴豆、大豆、香蕉和花生粉的治疗食品效果令人欣喜。研究人员检测了种指标,包括与骨骼生长、大脑发育、免疫功能、各种组织代谢密切相关的蛋白质,发现这组治疗食物产生了明显的促健康作用。同时,存在于健康儿童肠道的15种微生物也通过这组食物获得了增强。

这些结果表明,一种专门为促进肠道菌群生长和扩张而开发的治疗性食物,在肠道以外也有许多益处,关系到健康成长的许多方面,包括对新陈代谢、骨骼、大脑和免疫系统的发育起到关键的调节作用。为儿童在最初几年的喂养提供一套更有依据的指导方针,帮助孩子发展健康的肠道菌群。

原文:Effectsofmicrobiota-directedfoodsingnotobioticanimalsandundernourishedchildren.Science.

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