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腸道微生物"村落"交互作用研究新趨勢

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俗話說:“物以類聚,人以群分”。


人類在群居社會中,往往有抱團取暖的現象,而出乎我們意料的是,寄居在我們體內的病毒、細菌、寄生蟲等微生物竟然也有這種趨勢!!他們不僅會選著一個合適的地方定居下來,形成一個個“村落”,而且彼此之間還互有通訊,共同經營著他們​​賴以生存的“腸道生態系統”。


那麼,面對這樣錯綜複雜的“村落”關係,該用什麼樣的研究方法進行呢?就讓我們從三大國際期刊看一看科學家們是怎麼玩轉他們的吧~~



Science


哺乳生物腸道中的病毒感染與免疫的跨領域控制

Science DOI: 10.1126/science.aad5872
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本週來自德克薩斯大學和華盛頓大學的兩位科學家,就最近科學家門比較關心的人腸道微生物免疫問題,發表了一篇高亮點的綜述。研究發現:寄生於哺乳動物腸道內的各類病毒和其他微生物所形成的微生物群落區域,經常發生緊密且複雜的交互作用,以至於病毒感染後的基因表現以及宿主對他們的免疫作用,均受到這些微生物群落的調控。這樣,哺乳動物腸道內複雜的環境因子對於病毒的感染和宿主免疫均產生很大影響。


因此,未來的科學研究對人體腸道內的所有微生物進行全面的鑑定,包括DNA or RNA病毒組、細菌微生物組、寄生蟲組等,顯然這裡的鑑定方法,最為快速準確的還是腸道宏病毒組、宏基因組以及寄生蟲基因組的測序等。


此外,這種微生物群落之間的相互作用機制,也需要多個微生物種群間的聯合分析方法來加以闡釋;最後,未來對於微生物感染類的靶向治療方案,也不能只限於某一種致病菌上,而要考慮到多種微生物群落間的互作機制。



Cell 

宿主通過糞便MicroRNA形成腸道微生物區域

Cell Host Microbe DOI:  10.1016/j.chom.2015.12.005

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這篇文章是來自美國哈佛醫學院的多位科學家的研究,闡明了宿主如何促使體內的腸道微生物形成各自“村落”的機制。


研究者發現,腸道中分泌的microRNA介導了微生物種群間的基因調控,促使宿主可以控制腸道內微生物群落的形成。研究人員在人和小鼠的糞便以及腸道上皮細胞分泌小泡中均發現有microRNA的存在,這些microRNA可以進入到一些細菌(如具核梭桿菌、大腸桿菌)中,調控細菌基因的轉錄,影響細菌的生長;小鼠腸道中這些microRNA的缺失會導致腸道微生物區域的紊亂,引發結腸炎的發生。


這也表明宿主產生的糞便miRNA在塑造腸道菌群平衡方面發揮重要作用,未來在研究微生物腸道菌群時,宏基因組或宏轉錄組與miRNA的表達聯合分析或許是新的熱點方向



Nature


腸道上皮叢毛細胞啟動對寄生蠕蟲的2型粘膜免疫

Nature DOI:10.1038/nature16527

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來自法國蒙彼利埃大學的多位科學家研究發現,當小鼠的腸道中出現感染的brasiliensis(一種鉤蟲)聚集區時,小鼠的腸道上皮細胞群落也會發生相應變化,酒杯狀上皮細胞開始大量增生,形成叢毛狀細胞簇。顯然,這種叢毛狀細胞簇在平時較為穩定的腸道上皮細胞層中是不存在的,它的大量增殖對於機體對寄生蟲的特異性免疫以及介白素-25的分泌十分重要,可以調控2型粘膜細胞的免疫反應。


我們可以看出,這篇研究也是從一定的角度說明了:腸道寄生蟲形成的“村落”,改變了腸道內的細胞“村落”結構,形成了新的上皮細胞“群落”,從而引起或改變宿主的相關免疫應答途徑。


因此,未來腸道微生物對機體免疫反應方面的研究,一定要考慮微生物及機體轉錄層面的因素,宏轉錄組在研究微生物“村落”之間,以及這些“村落”與宿主之間的交互作用時可以發揮有利作用


圖爾思生物科技 / 諾禾致源文案
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