极端环境下嗜热酸甲烷营养细菌研究进展

甲烷营养细菌能够将温室气体甲烷(CH4)转化为CO2或生物质,在碳生物地球化学循环及缓解由温室气体导致的全球气候变化方面发挥着重要的作用。甲烷营养细菌生存的条件范围较为广泛,但在中性pH(5～8)和中温(20～35℃)范围内生长最佳。系统进化分析认为,它们均属于γ-或α-变形菌门(Proteobacteria)。最近3项独立完成的研究从极端热酸(pH接近1,温度高于50℃)环境中分离获得了具有甲烷氧化(营养)功能的微生物,经鉴定均属于疣微菌门(Verrucomicrobia)。这些全新的、不同于以往的研究结果不仅是对现有关于甲烷营养细菌生态学认知的进一步拓展,同时也暗示着可能存在着新型的、由微生物介导的CH4氧化途径与机制。因此,特就极端环境中嗜热嗜酸甲烷营养细菌的最新研究进展作一概述。

缬沙坦灌胃糖尿病肾病小鼠肠道菌群多样性观察

目的观察缬沙坦灌胃的糖尿病肾病(DN)小鼠肠道菌群的多样性。方法 14只8周雄性DN模型小鼠随机分为A、B两组,每组各7只。A组缬沙坦50 mg/kg灌胃,B组等量生理盐水灌胃,另取7只8周龄正常小鼠为对照组,每天灌胃等量生理盐水。三组均灌胃1次/d,共灌胃8周。灌胃结束后,收集各组0. 2 g粪便,提取粪便细菌DNA,进行粪便细菌DNA高通量测序。采用分类单元(OTU)指数分析各组小鼠肠道菌群种属,通过Chao1指数、辛普森(Simpson)指数、香农(Shannon)指数,分析肠道菌群多样性,从纲、种属水平分析各组小鼠肠道菌群的相对丰度。结果与对照组比较,B组OTU总数、Chao1指数、Shannon指数升高,Simpson指数降低(P均<0. 05);与B组比较,A组OTU指数、Chao1指数、Simpson指数降低,Shannon指数升高(P均<0. 05)。在门水平上,与对照组小鼠比较,B组小鼠肠道菌群中,拟杆菌、疣微菌门丰度下降,硬壁菌门、无壁[细]菌类、脱铁杆菌门丰度上升上升(P均<0. 05)。与B组比较,A组拟杆菌、疣微菌门丰度上升,壁菌门、无壁[细]菌类、脱铁杆菌门丰度下降(P均<0. 05)。在种属水平上,与对照组比较,B组小鼠肠道菌群大肠杆菌志贺菌、阿克曼菌丰度下降,Mucispirillum菌丰度上升(P均<0. 05)。与B组比较,A组小鼠肠道菌群大肠杆菌志贺菌、阿克曼菌丰度上升,Mucispirillum菌丰度下降(P均<0. 05)。结论缬沙坦可能通过增加DN小鼠肠道菌群多样性、影响肠道菌群的结构,对DN小鼠肾脏起保护作用。

冬末春初圈养梅花鹿健康与腹泻个体粪便菌群的比较分析

腹泻是制约梅花鹿(Cervus nippon)养殖发展的主要因素之一,通常与肠道菌群失衡有关,而健康与腹泻梅花鹿个体菌群组成变化尚不清楚。为探究健康与腹泻梅花鹿肠道菌群差异,分析梅花鹿腹泻原因,以圈养雄性梅花鹿为实验对象,采集正常及腹泻梅花鹿粪便共18份,通过16S rRNA基因测序进行比较分析。研究结果表明,腹泻组菌群丰度及多样性较健康组均有所下降。在门至属水平,腹泻组理研菌科(Rikenellaceae)、克里斯滕森菌科(Christensenellaceae)等有益菌丰度下降,Treponema_2菌属等促炎菌丰度上升。此外,瘤胃球菌科UCG-014菌属(Ruminococcaceae_UCG-014)和理研菌科RC9菌属(Rikenellaceae_RC9_gut_group)在健康组中显著富集;疣微菌门(Verrucomicrobia)、拟普雷沃氏菌属(Alloprevotella)、阿克曼氏菌属(Akkermansia)在腹泻组显著富集。腹泻梅花鹿与健康梅花鹿粪便菌群组成和多样性存在显著差异,疣微菌门丰度升高可能是导致梅花鹿腹泻的一个原因。

大气颗粒物暴露对肠道细菌丰度调节研究进展

大气颗粒物是我国主要的大气污染物,由于其分布广泛、治理困难一直受到广泛关注。大气颗粒物主要通过呼吸道暴露进入机体,引发多种健康问题。近年来研究表明,大气颗粒物暴露与消化系统疾病的发生发展紧密相关,其可以通过呼吸道间接或者通过消化道直接进入人体。肠道菌群是定位于肠道上皮黏膜及肠腔的微生物群,数量庞大,功能丰富,其稳态对个体的肠道健康甚至是机体健康都起着重要的作用。肠道菌群可能介导环境因素诱导的健康效应,因此现有越来越多的研究关注大气颗粒物对肠道菌群的影响。因此,本综述检索并整理了多种大气颗粒物暴露对肠道菌群稳态的影响,以厚壁菌门、拟杆菌门、变形菌门、放线菌门及疣微菌门这五大菌门为主,讨论了它们的主要功能及大气颗粒物对其稳态和丰度的影响。

基于肠道菌群探讨金藤清痹颗粒抗类风湿关节炎的作用机制

目的以“肠–关节”轴为切入点,探讨金藤清痹颗粒抗类风湿关节炎的作用机制。方法按体质量将大鼠随机分为6组,即对照组、模型组、双氯芬酸钠组以及金藤清痹颗粒高、中、低剂量组,每组6只。采用胶原诱导法进行造模,设计金藤清痹颗粒高、中、低剂量组给药剂量分别为6.30、3.15、1.58 g/kg;双氯芬酸钠组给药剂量为3 mg/kg;对照组和模型组ig等量生理盐水,给药4周。苏木精–伊红染色法(HE)观察大鼠踝关节部位病理变化,酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测大鼠血清相关炎症指标,16S rDNA分析盲肠内容物中肠道菌群变化。结果与模型组比较,金藤清痹颗粒可明显降低胶原诱导型关节炎模型大鼠关节肿胀度,减少踝关节炎性细胞浸润,同时可显著降低胶原诱导型关节炎大鼠血清肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白细胞介素(IL)-1β、C反应蛋白(CRP)水平(P<0.05、0.01);16S rDNA结果显示,金藤清痹颗粒6.30 g/kg可增加Cyanobacteria、软壁菌门、疣微菌门、梭杆菌门、毛螺菌科NK4A136群和Ruminiclostridium 5等菌群的相对丰度,以及降低变形菌门、乳杆菌属和瘤胃球菌属1等菌群的相对丰度。结论金藤清痹颗粒可能通过调控“肠–关节”轴发挥抗类风湿关节炎的作用。

磷和根际土壤菌群调控川丹参有效成分含量的机理

磷肥和根际土壤微生物是影响药用植物有效成分含量的关键因素,探明施磷和根际土壤微生物群落对川丹参有效成分含量的调控机理,为川丹参高产栽培提供科学依据。以过磷酸钙(Ca(H_(2)PO_(4))_(2)·H_(2)O)为磷源,采用大田随机区组设计试验,设置了磷肥的4种施用梯度,研究川丹参收获后有效成分含量和根际土壤微生物群落组成的变化,并分析这些指标间的相关性。施磷后,丹参酮ⅡA含量逐渐降低,且不同处理间差异达显著水平(P<0.05),但丹酚酸B含量的变化不显著(P>0.05);P1和P3的细菌和真菌α多样性均低于P0,P2的细菌和真菌的α多样性高于P0。同时,变形菌门(Proteobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadota)、拟杆菌门(Bacteroidota)、蓝藻菌门(Cyanobacteria)、子囊菌门(Ascomycota)和被孢霉门(Mortierellomycota)的相对丰度总体呈上升趋势,绿弯菌门(Chloroflexi)、髌骨菌门(Patescibacteria)、疣微菌门(Verrucomicrobiota)、担子菌门(Basidiomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)的相对丰度总体呈下降趋势。Pearson相关分析表明,土壤速效磷(SAP)与丹参酮ⅡA的含量呈显著负相关(P<0.05),与丹酚酸B的含量相关性不显著(P>0.05);SAP与疣微菌门呈极显著负相关(P<0.01),与蓝藻菌门呈显著正相关(P<0.05),与其他菌门相关性不显著(P>0.05);丹参酮ⅡA含量与疣微菌门呈显著正相关(P<0.05),与芽单胞菌门呈显著负相关(P<0.05);丹酚酸B含量与任何菌门的相关性都不显著(P>0.05)。推测SAP能通过降低疣微菌门的相对丰度来抑制丹参酮ⅡA含量的积累。

肠道中Akkermansia muciniphila数量影响因素的研究进展

Akkermansia muciniphila (AKK菌)是在人体粪便样品中分离的一种细菌,也是目前唯一可培养的疣微菌门肠道微生物。因它在黏蛋白降解过程中的特殊性能而成为肠腔与宿主细胞间黏膜界面的关键生物,和炎症性肠病、肥胖、酒精肝、孤独症、结肠炎、2型糖尿病、1型糖尿病及其他代谢紊乱等密切相关。作为宿主肠道微生物的一员,AKK菌的数量必然受到体内、体外多种因素的影响,其中,饮食、抗生素及其他药物、益生菌和益生元、天然产物、温度、体内免疫蛋白等均是目前已知的影响因素。这篇文章从AKK菌的生理特性、与宿主的关系及其数量的影响因素等3个方面对现有研究进行综述。