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人为啥水土不服?专家揭示肠道菌群可塑性原理

2019-12-16 11:08

科研人员通过整合志愿者的饮食信息,证实了肠道菌群的双向可塑性在很大程度上是通过饮食调节,志愿者在外地消费的食物消耗量增加与肠道微生物群落结构的变化显著相关。

  通过整合志愿者的饮食信息,证实了双向可塑性在很大程度上是通过饮食来调节的。在TAT逗留期间,VT成员消费了更多的西方饮食:鱼和海鲜、乳制品和精制谷物,这与他们在北京的饮食习惯大不相同。这些食物的消耗量增加与肠道微生物群落结构的变化显著相关。

人为啥水土不服?专家揭示肠道菌群可塑性原理

  此工作属于“肠道菌群纵向变化规律大数据挖掘研究计划”的第一部分产出。整个研究计划在肠道菌群的微生物组功能预测、物种相互作用、病毒组动态变化规律、微生物组和宿主基因组关联性特征等多个方面还有很多后续工作正在开展中。

“跨国志愿者肠道菌群之间的变换通常在1个月内完成,并且志愿者肠道菌群的动态变化有特定的变化趋势。”宁康说,“饮食长期的转变可改变肠道菌群,饮食的恢复也可使肠道菌群恢复,揭示了肠道菌群具有双向可塑性和强大的弹性。”

  肠道菌群的双向可塑性模式,可以从两方面对肠道微生物组相关疾病的临床实践发挥指导性价值:首先,它指出针对胃肠疾病的诊断,应考虑饮食习惯和可能的旅行记录,以提高诊断的准确性。第二,建议在临床实践,如粪便移植和抗生素治疗中,应该利用更长的时间来监测治疗效果,因为肠道微生物群落具有很强的弹性。

专家表示,肠道菌群的双向可塑性模式的发现,有助于指导科研人员对肠道微生物组相关疾病的临床诊疗。这一研究成果近日在世界胃肠病和肝脏学科领域的顶尖期刊《消化道》在线发表。

  日前,生命科学与技术学院宁康教授团队在肠道菌群可塑性研究中取得重要进展。11月12日,该团队研究成果《Resilience of Human Gut Microbial Communities for the Long Stay with Multiple Dietary Shifts》在胃肠病和肝脏学科领域的顶尖期刊Gut在线发表。宁康教授为通讯作者,生命科学与技术学院博士生韩毛振为排名第一的共同第一作者,华中科技大学为该文第一单位。本工作的合作团队包括首都医科大学世纪坛医院、中科院计算所等。

“一个人到了异地一开始饮食不习惯,但是过段时间也能适应,这就是肠道菌群的可塑性。在外地过一段时间回到原地,又能适应回来,这就是肠道菌群的弹性。”华中科技大学生命科学与技术学院宁康教授告诉记者,研究发现肠道菌群在变化过程中具有很高的可塑性,在长时间停留期间又具有相当的弹性。

  该研究主要目的为揭示肠道菌群在较长时间跨度内受饮食改变而发生的动态变化模式。为此,研究团队招募了一支由十人组成的中国志愿者团队(VT),他们从北京出发,在特立尼达和多巴哥(TAT)停留了六个月,然后返回北京。通过使用高密度纵向采样的策略,本研究收集了志愿者的粪便样本,记录他们详细的饮食信息。对粪便样本进行高通量测序和相关分析,发现人类肠道菌群的动态变化规律遵循“双向可塑性模式”:首先在变化过程中具有很高的可塑性,其次在长时间停留期间又具有相当的弹性。志愿者肠道菌群之间的变换通常在1个月内完成,并且志愿者肠道菌群的动态变化有特定的变化趋势,可以分为两种类型,这可能与志愿者的肠型有关。在肠道菌群组成上,还发现厚壁菌门和拟杆菌门相对丰度在时间轴上表现出较强的弹性,并且它们在这段时间内呈负相关,而变形球菌门和放线杆菌门的相对丰度也表现出可塑性模式。

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