药物代谢酶CYP3A在胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢中的生物学功能假说

药物代谢的生物学功能是药代动力学领域的基本科学问题之一,本世纪系统生物学的进展为该科学问题赋予了新的内涵。肠道菌群作为后天发育的器官与宿主存在密切的代谢相互作用;菌群合成的代谢物对宿主-微生物共生体是内源性的,但对宿主自身而言是后天发育且动态变化的"外源性"代谢物,这与药物的外源性属性非常类似。人类是否已进化出专门应对菌群代谢物的机制和系统,该系统是否正是我们所熟知的药物代谢系统?本文旨在抛砖引玉,以胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢网络中CYP3A4/3A7专属性催化的三级胆汁酸代谢通路为例,探讨CYP3A在胆汁酸宿主-肠道微生物协同代谢中的生物学功能,并展望本假说相关探索在精准医学时代临床药理研究中的广阔生命力。

猪的肠道微生物与宿主营养代谢

肠道中栖息着数量庞大复杂多样的微生物菌群,肠道微生物在宿主健康中发挥着重要作用,既影响着饲料消化、营养物质吸收和能量供应,又调控着宿主正常生理功能及疾病的发生与发展。动物胃肠道不仅是消化器官,还是感应器官,肠道对营养物质的感应可以通过脑肠轴调节机体生理活动。肠道微生物还能代谢蛋白质产生宿主细胞不能合成的肽类物质,并通过小肠上皮的肽类转运系统影响机体代谢,因此可能存在微生物-肠道-大脑轴。肠道微生物还可以与机体形成宿主-微生物代谢轴,对动物机体营养物质代谢和免疫稳态起重要作用。饲粮对宿主代谢的改变,常伴随有肠道微生物区系的变化,肠道微生物的代谢可能通过微生物-肠道-大脑轴以及宿主-微生物代谢轴调节宿主很多生理过程,进而影响机体整体代谢。本文概述了猪肠道微生物区系与宿主肠道营养物质代谢的关系,以加深关于肠道微生物对机体代谢贡献的认识。

鸡肠道微生物的影响因素及其对宿主代谢的作用

肠道菌群的组成对宿主健康具有重要的作用。肠道菌群与宿主肠道内营养物质相互作用,参与动物体生长、发育及营养物质消化吸收等全过程。文章通过综述鸡肠道微生物的影响因素(年龄、饲养环境、日粮及病原微生物感染等方面)及肠道菌群与物质能量代谢,肠道菌群与脂类、矿物质、纤维素相关关系综合解析肠道菌群对宿主代谢的作用,为人们了解、认识肠道菌群与宿主的代谢相互作用提供依据。

人体肠道微生物与宿主代谢调控的研究进展

在长期选择进化中,人体与肠道微生物形成互惠共生的关系,肠道微生物能够参与宿主的营养物质代谢及代谢调控,对肠道微生物的研究可为深入了解肠道微生物及其与宿主代谢关系提供依据。本文就人体肠道微生物与宿主代谢调控作一概述。

肠道微生物与宿主代谢关系的研究进展

肠道微生物对宿主肠道营养物质的代谢以及代谢调控都有影响,文章对近年来此方面的研究状况进行了综述。

微生物-肠-肝轴与酒精性肝病及其营养干预研究进展

酒精性肝病(alcoholic liver disease,ALD)是全球最普遍的慢性肝病类型,早期表现为脂肪肝,进而演变成脂肪性肝炎,随着饮酒时间延长会发展成肝纤维化和肝硬化。肠-肝轴是指肠道及其微生物群与肝脏之间的双向作用,由门静脉和胆道建立。酒精会破坏这一双向作用,导致肠道微生物群紊乱和病原体易位到肝脏,造成肝损伤。本文以肠道屏障、肠道微生物组成、肠道微生物成分和肠道微生物代谢产物为主,综述了肠-肝轴介导ALD发生发展的作用机制以及ALD的营养干预措施,尤其是靶向噬菌体干预肠道微生物群以及三甲胺、溶细胞素、念珠菌溶素在ALD中的作用,以期为以肠-肝轴为靶点抗ALD功能物质的发现、营养干预和功能性食品的开发提供基础。

肠道微生物-肠-脑轴与猪营养代谢

肠-脑轴是肠道与大脑通过神经和内分泌介导的一种双向应答系统,越来越多的研究表明,肠道菌群在此轴中发挥着关键作用。因此,微生物-肠-脑轴之间的双向交流关系逐渐成为动物营养代谢以至人类健康和疾病中热门的研究方向。肠道微生物群与宿主相互作用,从而控制体内平衡。本文从微生物与宿主肠道以及脑神经系统之间的相互关系入手,综述了微生物-肠-脑轴在猪营养代谢中的研究进展。

浅析反刍动物胃肠道微生物通过肠道—脑轴对宿主的影响

反刍动物胃肠道中存在着众多微生物,如细菌、真菌、原虫和古细菌等。胃肠道微生物对于动物的能量代谢发挥着重要作用,同时对于动物的中枢神经正常功能的发挥也扮演着重要角色。肠道微生物可以与肠道细胞直接接触,不仅产生激活内源性中枢神经系统信号传导机制的代谢物,还可以独立地产生或促成许多神经活性分子的产生。微生物代谢产物和神经活性分子通过神经信号通路、胃肠道内分泌信号通路、免疫系统等关键途径共同形成一个复杂的反射网络,即胃肠道微生物与代谢产物通过传入神经元将信号传导至中枢神经系统。胃肠道微生物与宿主之间通过主要的信号通路相互作用,影响机体胃肠道屏障、营养代谢、免疫应答等生理机能和摄食行为。作者主要从反刍动物胃肠道微生物的种类、微生物通过肠道-脑轴的“自下而上”的传导途径、微生物及其代谢产物通过肠道-脑轴对宿主疾病和行为起到的作用、胃肠道微生物-肠道-脑轴可能的影响因素进行浅析,并对反刍动物胃肠道微生物-肠道-脑轴的研究进行了展望。

肠道菌群-宿主代谢轴与肠道疾病

肠道菌群-宿主代谢轴的定义为能够将一组特定的宿主细胞信号通路与一系列的肠道菌群种类、亚生态系统、菌群代谢活动联系在一起的多向的、相互影响的化学信号高速联通途径。人类许多疾病与肠道菌群失衡有关,即与肠道菌群的组成和功能改变有关。本文介绍肠道菌群分类方法,重点叙述细菌代谢及代谢物失调的原因和后果,特别是与多种肠道疾病的关联,并对以菌群代谢物为作用靶点的新的肠道疾病诊疗途径开发前景作了展望。

肠道微生物对畜禽摄食行为影响的研究进展

肠道微生物是指定植在人类和动物肠道中的微生物群体,它们在肠道内代谢活动的产物可通过影响宿主的免疫调节、神经传递和代谢调节等改变畜禽摄食行为。目前,关于微生物-肠-脑轴的相关研究已取得一定进展,证实肠道微生物与中枢神经系统之间存在双向交流,但肠道微生物多种代谢产物对畜禽摄食行为的协同调节机制尚有待研究。文章对调节畜禽摄食行为的肠道微生物主要代谢产物如5-羟色胺、γ-氨基丁酸、儿茶酚胺类化合物和短链脂肪酸及影响肠道微生物的因素如畜禽生理状态、遗传背景、环境条件和粪菌移植技术等进行了综述,旨在为通过进一步调节肠道微生物结构与丰度改善畜禽食欲、调节采食量和增重、预防及治疗疾病和提高繁殖力等提供依据。

肠道微生物与宿主生物钟的相关性临床研究

目的探讨肠道微生物与宿主生物钟的相关性。方法选取成熟雄性大鼠30只,按随机数字表法分为空白组、实验A组、实验B组,每组10只。三组小鼠均统一喂养,保证一定的温度和湿度,密切观察,连续7天。7天后,收集各组大鼠尿液,用1-亚硝基-2-萘酚试剂测各组大鼠尿液中的5-HIAA;同时,取各组大鼠脑组织,分离后加入10倍体积冷酸化正丁醇,振荡,离心,加入上清液、正庚烷、HCl后再次振荡,离心;加入0.4ml水、0.05%半胱氨酸、lOPT、0.02%NaIO_4后沸水浴5~10min,冷却后,测5-HT和5-HIAA的荧光值。结果与空白组比较,实验A组和实验B组染色反应均为阳性,但实验A组反应更明显;同时,实验A组和实验B组大鼠脑组织中5-羟色胺和5-羟吲哚乙酸含量均增加,实验A组增加更多,两组比较有统计学意义(P<0.05)。结论肠道微生物代谢产物能够通过"肠-大脑"轴将信息传递到生物体大脑中枢神经系统,并由中枢系统控制下一步行动。可见,肠道微生物代谢与宿主生物钟密切相关。

肠道微生物与碳水化合物及代谢产物关系研究进展

肠道中栖息着数量庞大、复杂多样的微生物菌群,肠道微生物是膳食与宿主健康的桥梁,不仅影响着膳食中营养物质的消化吸收,还能调控宿主正常的生理功能和疾病的发生。近年来,关于肠道微生物与营养物质消化代谢研究不断涌现,尤其是肠道微生物与碳水化合物消化代谢关系的研究。本文就肠道微生物与碳水化合物及代谢产物的关系进行了综述,以期通过改善碳水化合物的组成调控肠道微生物区系,从而为影响宿主代谢产物及代谢疾病的相关研究提供参考。

微生物-肠-脑轴视角下色氨酸代谢介导的运动抗抑郁机制研究进展

近些年来,随着人体肠道微生物作用研究的不断深入,其对中枢神经系统疾病如抑郁症的影响逐渐走入大众视野,微生物-肠-脑轴理论应运而生。色氨酸代谢可在微生物-肠-脑轴的多个水平上发挥重要调节作用。运动通过影响肠道微生物群的组成及多样性、内分泌系统、自主神经系统以及免疫系统等发挥抗抑郁的效果,而这一过程与色氨酸代谢及其产物具有高度相关性,但其具体作用机制尚未明确。本文主要对运动与微生物-肠-脑轴、色氨酸代谢及抑郁之间复杂作用关系的研究进展进行总结,以期为抑郁症的预防和治疗提供新思路与更多可能性。

仔猪肠道微生物代谢产物及益生菌的调控作用

近年来,肠道微生物组成及其代谢产物与宿主生理之间的互作关系成为当前动物营养研究的热点。研究表明,肠道微生物的代谢产物是影响宿主生理的关键执行者,肠道微生物具有调节宿主代谢、免疫、生长发育等作用。本文系统地综述了仔猪肠道微生物组成、代谢产物种类和功能,以及益生菌对仔猪肠道微生物的影响,以期为仔猪营养调控和肠道微生物的研究提供科学依据。

色氨酸微生物代谢产物的肠道免疫调节作用及其机制

肠道微生物参与营养吸收、物质代谢、肠道免疫调节等重要的生理过程,并与多种疾病的发生有关系。作为一种必需氨基酸,色氨酸及其微生物代谢产物包括吲哚和吲哚酸衍生物等在维持肠道稳态方面发挥着重要的作用。芳香烃受体(AhR)通过结合其配体(色氨酸微生物代谢产物)调节肠道免疫,有助于维持肠道免疫平衡。本综述主要阐述色氨酸微生物代谢产物发挥维持肠道免疫平衡、维护肠道健康作用的机制,以期为外源色氨酸预防或治疗肠道炎症反应提供新思路。

家畜肠道微生物代谢组学研究进展

家畜肠道微生物群落之间、微生物与宿主之间不断相互作用,形成动物肠道内复杂的微生物生态环境。肠道微生物及其代谢产物对维持家畜正常生长发育、营养代谢、繁殖性能等方面有着重要作用。微生物-脑-肠轴是中枢神经系统和肠道微生物之间的双向调节渠道。利用代谢组学对微生物代谢物进行检测能对微生物多样性分析数据进行补充,从而进一步揭示肠道微生物与宿主之间相互作用关系。该文综述了家畜肠道微生物代谢物的种类、代谢组学在肠道微生物研究中的应用以及肠道微生物代谢物对家畜动物的影响等内容,有助于了解微生物代谢物与家畜之间的相互作用以及研究的现状。

肠道微生物群与代谢相关性脂肪性肝病关系的研究进展

代谢相关性脂肪性肝病(MAFLD)在全球普遍流行,经过脂质超载、内质网应激、线粒体功能障碍、氧化应激等“多重打击”,由肝脏脂肪积聚发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH),最终发展为MAFLD相关性肝细胞癌(MAFLD-HCC)。肠内微生物群被称为人类第二基因组,通过肠-肝轴与肝脏双向相关。本文对肠道微生物群失调与MAFLD发病之间关系的研究进展进行综述,旨在为MAFLD的临床防治提供参考。

土壤–根系–微生物系统中影响氮磷利用的一些关键协同机制的研究进展

根际是养分进入作物系统的门户,也是土壤-根系-微生物相互作用的微域。根际界面过程决定了氮磷养分的供应强度和有效性,最终影响了氮磷养分的利用效率和作物生产力。近年来,国内外在揭示农田土壤-根系-微生物系统中不同界面的养分转化、吸收和运输机制方面取得了一些新进展。在不同时空尺度上分析了影响土壤氮磷转化微生物组成的影响因子;研究了丛枝菌根系统形成的信号机制及其对氮磷吸收的基因调控机制;从信号网络、根系质子分泌和根构型的角度系统揭示了作物根系应对根际环境氮磷养分供应的形态和生理响应机制。未来针对根际氮磷高效利用问题,需要深入研究土壤-根系-微生物不同界面的协同机制和调控原理,在根际微域和土壤团聚体尺度开展微生物食物网及其关键功能微生物分布格局和演替规律的研究;揭示根构型对根系–微生物协同结构和功能的影响,研究养分缺乏条件下根内质子分泌和关键转运蛋白对根系生长和养分吸收的调控机制;针对粮食作物,研究根系-微生物对话中已知信号物质(如独脚金内酯和N-酰基高丝氨酸内酯)和新的信号物质(小RNA)的网络作用机制及其对多养分协同代谢的影响;最后,针对不同气候、土壤、作物类型区,提出提高氮磷利用效率的根际生物调控途径和措施。

单胃动物肠道微生物研究进展

肠道微生物不仅参与营养物质的消化吸收,还对宿主代谢和健康起重要调节作用。近年来,肠道微生物如何影响宿主表型的产生、在营养代谢和机体健康方面与宿主的对话机制等成为研究热点。在动物营养调控方面,肠道微生物也成为重要的调控靶点。本文以猪为例,重点从肠道微生物的定植规律、微生物与宿主营养代谢的互作关系、肠道健康调控的干预手段以及微生物-宿主对话机制等方面对单胃动物肠道微生物研究进展进行综述,并对未来相关研究的热点进行展望。

阿尔茨海默病中肠道微生物群与血脑屏障关系研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是最常见的痴呆类型,给社会带来沉重负担。血脑屏障(bloodbrain barrier,BBB)的改变可能是AD早期事件之一,肠道微生物群及其代谢产物可能通过影响BBB的结构和功能,参与AD的发生和进展。而靶向肠道微生物群和BBB的AD治疗新策略也日益受到重视,地中海饮食、益生菌可改善BBB结构和功能,益生元、粪便移植治疗则尚在动物研究阶段。探讨AD肠道微生物群的变化及其与BBB关系可为探索AD防治新靶点提供依据。