Rob Knight
文章数:38篇
肠型
重新思考“肠型”
肠型这个概念的提出,提供了一个可靠的框架让人们更多理解健康和疾病人群的微生物多样性。但自从2011年第一次提出肠型后,不断有新的科学家尝试用新的数据方法来研究多样性,越来越多的方法认为,多样性不是只有三种,而是连续的。Rob Knight这篇文章系统性介绍了相关研究和方法。
肠型
微生物多样性
幼儿龋齿
Cell子刊:利用口腔微生物来预测龋齿
这是中科院青岛生物能源与过程研究所徐健和团队做的重磅工作:① 对50个四岁儿童的口腔微生物进行了2年的跟踪;② 依年龄的微生物发育会受到幼儿龋齿发生的干扰;③ 微生物的变化早于幼儿龋齿临床症状的发生;④ 除去年龄因素,特异性微生物,可以预测龋齿的发生。
幼儿龋齿
口腔微生物
龋齿
预防
酸奶
Science子刊:酸奶里的益生菌,对肠道菌群有何影响?
研究发酵乳品如何影响菌群:① 研究对人的影响需严格对照,小鼠则可控制变量;② 食用酸奶前后,分析人粪菌和宏转录组;给限菌小鼠强饲,观察前后变化;③ 人粪菌组成无显著变化,相关基因几无变化;④ 小鼠菌群有微小变化,但许多代谢通路相关的酶尤其是糖代谢酶显著提升;⑤ 食用酸奶的限菌鼠中,动物双歧杆菌是优势群体,它们上调了低聚木糖代谢相关基因座;⑥ 在酸奶摄入期,包括与植物多糖代谢有关的人的宏转录组有显著变化。
酸奶
肠道菌群
孕早期
Cell:孕早期到晚期,孕妇的肠道菌群会怎么变?
① 在怀孕的不同时期孕妇的肠道菌群会产生变化;② 从孕早期到孕晚期,孕妇肠道内变形菌门和放线菌门两个门的细菌丰度增加;③ 将孕晚期孕妇的菌群移植到无菌小鼠后,会引起无菌小鼠脂肪的堆积和胰岛素敏感性的下降。
孕早期
孕晚期
尸体分解
Science:我们死后,被哪些细菌分解?
① 分析在不同土壤基质上,小鼠及人类尸体分解过程中的微生物聚集;② 一群参与氮循环的细菌及真菌群体,一个可再生的分解者网络在可预知的不同时间点会出现;③ 分解者主要来源于非根际土壤;关键分解者在土壤中无处不在但丰度较低;④ 土壤类型不是参与分解的微生物群体发展的主要影响因素;⑤ 不同土壤中貌似专门存储有相似的用于分解尸体的“微生物库”,使得最终分解尸体的微生物种类趋同。
尸体分解
微生物群
法医
死亡时间
刑事案件
皮肤
Cell:皮肤菌群,你永远的朋友
① 本文是对Oh等人关于人体皮肤菌群的研究的总结; ② 之前的研究表明人体皮肤上不同区域有着不同的菌群组成; ③ 皮肤上的盐、油、pH值、多肽及水是影响菌群组成的几大因素; ④ Oh等人利用shotgun宏基因组测序对人类皮肤上细菌、真菌及病毒短期及长期的组成及稳定性进行了研究。
皮肤
微生物组
双胞胎
CHM:1126对英国双胞胎,告诉你菌群的遗传特性
① 分析英国的1126对双胞胎的肠道菌群16s rRNA; ② 可遗传的细菌分类群较为稳定; ③ 双歧杆菌属与乳糖酶基因相关, ④ ALDH1L1基因与SHA-98基因相关,说明甲酸盐产生与血压间的相关性; ⑤ 菌群与宿主基因间的联系主要集中在与饮食、代谢、嗅觉及防御相关基因上。
双胞胎
肠道菌群
遗传因素
Nature:胖瘦双胞胎共有的“核心菌群”
① 选取同胖瘦的成年女性同卵及异卵双胞胎,分析其与其母亲的粪便菌群,研究宿主基因型、环境暴露及宿主肥胖如何影响肠道菌群;② 共分析了154个个体,结果显示家庭成员之间既共享部分肠道菌群,也存在群落组成的差异,差异程度在同卵双胞胎与异卵双胞胎中相似;③ 在基因水平而非生物体谱系水平,所有个体拥有一个核心菌群;④ 肥胖与菌群在门水平上的变化、细菌多样性的降低、细菌基因的代谢通路的改变相关。
人类遗传学塑造肠道菌群
① 比较从TwinsUK种群获得的大约1,000个粪便样品中的微生物,发现许多菌群的丰度受宿主遗传学的影响;② 克氏菌科(Christensenellaceae)家族与其他遗传细菌和产甲烷古菌形成了共生网络,克氏菌及其伴侣在BMI低的个体中更为丰富;③ 用Christensenella minuta 修改与肥胖相关的菌群,并将其移植到小鼠中, 小鼠体重增加减缓,改变受体小鼠的肠道菌群组成;④ 研究结果表明宿主遗传学影响人类肠道微生物组成,可影响宿主代谢的方式。
宿主-菌群互作
Cell:肠道菌群对宿主健康到底有何影响?(经典综述)
经典必读综述:① 人类的肠道栖息着对宿主的健康有基础性作用的不同微生物;② 这些共生微生物彼此间有无数的协作和竞争,同时与宿主的免疫系统之间有很多影响疾病发展的相互作用;③ 本综述总结这些相互作用,并介绍建立在鉴定群落结构之上的菌群整体研究方法;④ 并介绍菌群成员之间以及与宿主组织之间的动态相互作用,对建立诊断预测模型和与菌群失衡相关疾病疗法是至关重要的。
宿主-菌群互作
实验可重复性
Nature子刊:如何促进宏基因组研究的可重复性?(2012)
① 由于可以发现新的酶和新的物种并作为与疾病相关的生物标记物,宏基因组学曾被业界寄予厚望;② 在过去的两年中,测序技术和生物信息的发展使系统性地研究微生物多样性和功能成为可能;③ 为了实现这一目标,世界科学界需要通力合作,建立统一的数据标准,使全球微生物组研究具有可比性;④ 增加数据可比性可以帮助生物技术研发进程,例如新的糖苷水解酶或新能源的发现。
实验可重复性
比较宏基因组
微生物组学
Microbiome:人体微生物组学的未来在哪里?
① 2013年7月24日至26日在美国马里兰州的贝塞斯达召开了题为“人类微生物组学:憧憬未来”的学术会议;② 会议汇集了人类微生物组研究领域的专家,旨在全面介绍微生物组研究的现行状态,但更重要的是确定并讨论这个新兴领域研究的不足,挑战和机遇;③ 本报告将总结一下专家演讲报告,并阐述了在继续推动并提供医学转化应用方面,人类微生物组该做什么样的研究。
微生物组学
Science:人体肠道菌群的长期稳定性
① 选取37名美国成年人,对受试者在随访5年中的粪便菌群组成进行鉴定;② 菌群稳定性的变化遵循幂律函数,推测大多数菌株在个体体内可长期存在达数十年;③ 鉴定出家庭成员之间拥有的共同菌株,但在不相关的个体之间未鉴定出共有菌株;④ 对连续32周进食单一液体饮食的个体进行采样分析,提示相比于采样间隔,通过体重可更好地预测菌株组成的变化;⑤ 肠道菌群的稳定性及对生理变化的响应,提示其作为诊断工具及治疗靶点的潜能。
探寻寄主、微生物和它们代谢产物间的关系
① 微生物来源代谢物对寄主各有利弊,影响不限于肠道和免疫系统;② 短链脂肪酸和多糖A增强Treg细胞功能,抑制结肠炎,防止肺部过敏性炎症;肽聚糖影响骨吸收;三甲胺N-氧化物(TMAO)提高心脏疾病风险; 4-乙基苯酚硫酸盐(4EPS)影响脑功能导致类似于自闭症的焦虑行为;③ 代谢物也会产生新基因簇,类似已知肠道菌内天然产物聚酮化合物,非核糖体合成的肽等;④ 膳食和微生物干预治疗对过敏,发炎性和自身免疫性疾病相对安全。
开展微生物组研究
① 微生物组研究涉及大数据的获取、统计学分析和建模,主要步骤包括实验设计、开展实验(获取和保存样本、提取菌群DNA、PCR扩增、测序)、测序分析和OTU选取、多样性分析、向数据库提交标准化数据等;② 文中讨论了上述研究步骤中的常用方法和注意事项,为不熟悉微生物组研究方法的科研人员提供参考;③ 本文以基于16S rRNA基因测序的菌群多样性分析为重点,其中涉及的原理和标准可通用于其它的组学研究(宏基因组、宏转录组等)。
Cell:脆弱拟杆菌或可作为治疗神经发育障碍的益生菌
① Hsaio等人在Cell上发表的一项研究中,将小鼠模型的自闭症谱系障碍(ASD)与肠道菌群相联系;② 菌群及相关代谢产物的组成及结构改变驱动了ASD的症状;③ 脆弱拟杆菌(一种人肠道中的共生细菌)可作为益生菌,修复肠道通透性,改变菌群组成,并缓解ASD相关症状;④ 益生菌可能为未来治疗神经发育障碍提供了新的策略,抗生素、益生元等其它调节菌群的方法也值得尝试。
多样性
Nature:人类肠道菌群的多样性、稳定性和恢复力(综述)
经典重要综述:① 无数微生物栖息于人体肠道,组成了影响正常生理学的复杂生态学群落,它们也因代谢活性及宿主相互作用而对疾病敏感;② 理解造成肠道菌群组成和功能变化的因子,有助于设计靶向肠道菌群的疗法;③ 但这是异常艰难的:肠道菌群非常多样,人与人之间大不一样并且随时间剧烈波动,特别是在疾病和早期发育进程中;④ 从生态学角度看待菌群,有助于理解如何在临床治疗中通过靶向微生物群落以促进健康。
多样性
稳定性
恢复力
生态系统
Science:将瘦子菌群移植给胖子,可能减肥?
① 将成年女性双胞胎(一瘦一胖)的粪便菌群移植给无菌小鼠,小鼠喂食低脂饮食,饮食中含有不同水平的饱和脂肪酸;② 移植了胖子的粪便菌群的小鼠,体重及脂肪质量增加,且表现出肥胖相关代谢表型;③ 对于同一对双胞胎,将移植了瘦子菌群的小鼠与移植了相应的胖子菌群的小鼠同窝饲养,可抑制移植了胖子菌群的小鼠的体重增加及肥胖相关代谢表型;④ 对肥胖的抑制与瘦子菌群中的拟杆菌门里的特殊成员相关。
参考数据库
Microbiome:参考数据库对菌群研究意义重大(综述)
① 人类微生物组的参考数据库给研究者提供了流行病学背景信息,有助于通过元分析在他们自己的数据中找到新结论;② 同时,大型综合参考数据库为发展和测试理论假说提供了手段,并为确定样本大小等实验设计铺平道路;③ 本文讨论参考数据库在人体微生物组研究中的重要性、现有资源的局限性、利用参考数据库的技术挑战、使用数据库的案例以及美国肠道计划对发展综合参考数据集的贡献。
参考数据库
美国肠道计划
剖腹产
Nature子刊:涂抹产道分泌物,部分恢复剖腹产婴儿菌群
① 剖腹产破坏了顺产时新生儿与母体产道微生物的接触;② 剖腹产婴儿患免疫和代谢疾病风险的增高与这种接触的缺乏有关;③ 通过在出生时对剖腹产婴儿的口、脸及全身擦拭母亲的产道分泌物,可帮助重塑新生儿的肠道、口腔和皮肤菌群;④ 尽管这一方法对健康的长期影响还有待观察,但结果表明了产道微生物可以通过这种方式在剖腹产婴儿中得到部分恢复。
剖腹产
顺产
阴道菌群
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