综述微生物和肠上皮细胞的相互作用
本文由Queena编译，董小橙、江舜尧编辑。
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导读
胃肠道（GI）能够耐受肠腔中的共生微生物群，对微生物代谢物不产生反应，仍能保护肠粘膜免受潜在有害的饮食抗原和入侵病原体的侵害。本文聚焦于微生物和肠上皮细胞（IEC）相互作用的最新发现，以及不同IEC类型促进体内平衡的免疫机制，强调了这些细胞在宿主肠道防御中发挥的中心和积极作用。
论文ID
原名：The Intestinal Epithelium: Central Coordinator of Mucosal Immunity-Special Focus Issue: Systemic Influences of the Microbiota
译名：肠上皮：粘膜免疫的中心协调员- 特别关注：微生物群的系统性影响
期刊：Trends in Immunology
IF：14.188
发表时间：2018年
通信作者：Bruce A. Vallance
通信作者单位：University of British Columbia
综述内容
1、微生物组和上皮细胞功能：相互关联的影响
1.1 IEC稳态：肠道微生物和先天信号
自从对无菌小鼠进行首次研究以来，微生物在促进正常肠道结构和功能方面发挥了重要作用。无菌小鼠的肠粘膜非常薄，IEC增殖减少，并且粘蛋白和其他IEC衍生介质的产生受损。保护性粘蛋白层变薄导致无菌小鼠对葡聚糖硫酸钠（DSS）的直接毒性作用高度敏感，提示
肠道微生物在促进肠道组织防御和修复中的重要性。
2004年，一项开创性的研究表明，先天免疫系统识别肠道微生物，可以通过增加IEC增殖和修复保护结肠免受DSS诱导的损伤。由于TLR信号传导的促炎作用，最初的实验设想是在T oll样受体2缺陷型（Tlr2-/-）小鼠和Tlr4-/-小鼠，以及MyD88缺陷小鼠上（大多数TLR信号传导以及IL-1/18信号传导需要MyD88），DSS诱导的结肠炎严重程度会降低。相反，这些小鼠的组织损伤和粘膜溃疡更加严重，原因不是因为炎症响应发生了改变，而是因为IEC增殖、存活和屏障功能受损，这些具有保护功能的反应也依赖于TLR对共生菌的识别。并且，机制研究表明，通过维持IECs中连接蛋白的正常分布，保持上皮屏障功能需要共生-TLR相互作用。此外，感染性结肠炎模型证实了MyD88/TLR信号传导在促进粘膜修复和屏障功能中的重要性。
1.2 微生物代谢产物控制上皮功能
人体肠道内约有100万亿个细菌，其中大部分存在于结肠内。这些共生细菌形成复杂的营养网，不仅支持其自身的存活，还塑造了GI 系统的生理环境和免疫应答。肠道微生物群代谢产生多种化合物，这些代谢物对IEC具有直接影响。如梭菌簇IV和IXa，Faecalibacterium prausnitzii和Bacteroides thetaiotaomicron等厌氧菌通过发酵膳食纤维，在结肠腔内产生丁酸盐（原文图2A）。肠腔丁酸主要由位于隐窝顶部的结肠细胞消耗。Kaiko及其同事最近的研究表明，肠道隐窝的独特结构可以保护位于隐窝基部的干细胞免受这种代谢产物的影响。隐窝结构的破坏/损伤（如在DSS结肠炎中发生的）使干细胞暴露于较高的丁酸盐水平，这反过来又通过抑制组蛋白脱乙酰酶（HDAC）酶并诱导转录因子FoxO3来抑制干细胞的增殖能力。
微生物衍生的乳酸可有效诱导小鼠结肠过度增殖，并且似乎在急性饥饿期后最明显。乳酸是小肠干细胞维持其增殖和分化能力的重要能量来源。乳酸的重要来源可能是邻近的Paneth细胞，paneth细胞也可产生重要信号以维持Lgr5+干细胞（原文图2D）。然而，仍需要体内的书记验证这些结果。
乙酸盐是一种由双歧杆菌产生的SCFA，可以影响悉生啮齿动物模
型中的杯状细胞分化。乙酸盐分泌型微生物以及乙酸盐均可增加杯状细胞分泌粘蛋白，并且可以促进唾液酸对粘蛋白聚糖的末端装饰，而乙酸盐消耗型细菌（如Fecalibacterium）抵消了上述的功能。缺乏这些细菌代谢物的无菌小鼠的Muc2 O-聚糖较短，这与IECs相关的糖基转移酶表达降低有关。这些研究表明，肠道环境中的细菌代谢物对维持正常的IEC生理学非常重要。
微生物群和IEC之间的相互作用是预防IEC功能障碍的一种方法，最近的研究表明，这种互作的破坏导致常驻微生物种群的异常变化，称为“生态失调”。
图2.微生物群产生的短链脂肪酸（SCFA）决定肠上皮细胞稳态。（A）在结肠稳态期间形成丁酸盐和氧气梯度。（B）在体内平衡期间顶端结肠上皮细胞的代谢。（C）在生态失调期间顶端结肠上皮细胞的代谢。（D）Paneth和干细胞之间的代谢互作。
1.3 上皮功能障碍和微生物失调
有大量证据表明，肠道微生物群与结肠细胞的协同作用可预防肠道微生物的失调。共生梭菌的丁酸盐，通过转运载体MCT1和和SMCT1，从结肠细胞的顶端膜流入，随后通过β-氧化和三羧酸循环途径代谢。结肠细胞通过这个过程限制了氧气的浓度，有利于产生丁酸
盐的专性厌氧菌，而不是兼性厌氧菌，如大肠杆菌，大肠杆菌是肠道生态失调的标志物[原文图2B]。通过PPAR-γ，IEC信号传导加强了β-氧化。从机制上讲，PPAR-γ的激活可直接介导NF-κB亚基RelA的核转运，从而减弱NF-κB的促炎作用。PPAR-γ的激活抑制了NOS2酶(硝酸盐合成中的关键酶)，并且通过诱导IL-10RA和抑制claudin-2来增强上皮屏障功能。
1.4 IEC功能和定殖抗性
正常肠道菌群可防止外来微生物的侵入。子1950年，对微生物群介导的保护机制，又称为“定植抗性”，以及特定微生物成员对这一关键防御机制的影响的研究取得重大进展。宿主出生后不久就出现了定植抗性，此时的微生物（许多是兼性厌氧菌）从母亲及其周围环境转移到新生儿。随着婴儿饮食从母乳变为固体饮食，肠道微生物群的构成随之变化，并在随后几年趋于稳定并抵抗机体内的变化，例如限制了包括病原体在内的新的微生物定殖。因此，入侵的微生物必须竞争有限的空间和营养物质，以抵抗根深蒂固的微生物群-宿主共生关系，以及抵抗由一些常驻肠道微生物产生的抗微生物分子。例如，在人类粪便中发现的Bacteroides thuringiensis细菌产生的窄谱细菌素对医院内的病原体艰难梭菌具有很强的作用。这种名为thucin CD的细菌素是一种双组分抗菌剂，可协同作用破坏其靶细胞膜。因此，病原体在抵抗寄主的共生微生物群时必须面对极其敌对的环境。
2 TLR：上皮感应和对肠道微生物的反应
肠上皮位于腔内微生物群与潜在免疫系统之间的界面。无论在稳态和病理条件下，肠上皮在识别微生物上起着至关重要的作用。IEC表达各种先天受体，可检测微生物和内源性危险信号，包括TLR。已知肠细胞表达TLR2，TLR3，TLR4，TLR5和TLR9。IEC的极化性质促进TLR不同的空间分布，大多数的TLR位于基底外侧膜，而TLR2和TLR9同时也在顶端表面表达。一旦在基底外侧膜处被激活，TLR信号传导启动NF-κB核转位中的信号级联，引起细胞因子和趋化因子的表达和分泌，包括TNF-α，IL-6，IL-8，IL-18和CCL20，这些免疫因子发出信号并致敏潜在的免疫细胞。TLR激活也会诱导其他抗菌因子，
包括b-防御素和iNOS。相比之下，TLR9在顶端激活后，通过稳定IkB引起免疫抑制作用，证明了IEC利用相同受体但在不同时空上，差异性地响应与微生物的信号。在小肠中，Paneth细胞在稳态条件下以TLR/MyD88依赖性的方式分泌抗微生物肽RegIII-b，RegIII-g和α-防御素。在结肠中，“哨兵”杯状细胞的复合粘蛋白颗粒的胞吐作用需要TLR/MyD88信号传导。
3 微生物-上皮相互作用
3.1 肠内分泌细胞与肠道微生物群之间的相互作用
许多研究都集中在肠道微生物与肠细胞/结肠细胞之间的互作，但最近的研究表明，微生物也与其他IEC类型如肠内分泌细胞进行“对话”。Yano及其同事证明肠道微生物群的部分组成，特别是梭菌属，可以刺激结肠肠嗜铬细胞增加神经递质5-HT的产生。相应地，无菌小鼠的结肠和血液中的5-HT水平非常低，而用梭菌或人类粪便移殖的动物的5-HT水平适度提高，肠道蠕动正常。虽然梭菌属调节肠嗜铬细胞功能的机制尚未完全阐明，但体外实验已发现胆汁酸，例如脱氧胆酸盐和细菌衍生的代谢物（乙酸盐，丁酸盐），但不是细菌LPS，可以增强表达产生5-HT的酶Tph1。在肠道感染时，有限的研究表明，5-HT的产生可以帮助防止微生物（鼠伤寒沙门氏菌）和蠕虫（Trichuris muris）病原体的侵入，其可能的机制是通过调节肠细胞功能（如抗菌肽分泌和IL-13受体a1信号传导）。最近的研究表明，L细胞是另一种肠内分泌细胞，在小鼠肠道损伤或化学诱导的结肠炎，且暴露于细菌LPS时，可以以TLR4依赖性方式分泌胰高血糖素样肽（GLP）1。虽然GLP-1对肠屏障功能的作用需要进一步探讨，但另一研究表明，L细胞分泌的GLP-2的同源受体GLP-2R的激活可以维持上皮屏障以及功能。
3.2 Paneth Cells的功能及其对微生物群的影响
存在于小肠中的Paneth细胞因为分泌抗菌肽和酶，如α-防御素，RegIIIg，sPLA2和溶菌酶而受到最多关注。这些抗微生物剂在基线水平上的释放促进肠腔内的正常的微生物组成。因为最近的研究发现，克罗恩病（CD）患者中的Paneth细胞结构和功能异常与回肠内微生
物生态失调相关。在这方面，几种IBD相关基因（如NOD2，XBP1，ATG16L1和IRGM）的单核苷酸多态性（SNP）与IBD患者的Paneth 细胞功能障碍有关。有趣的是，具有相关ATG16L1多态性的CD患者(静息疾病状态)的活组织检查显示，致病微生物，即粘附侵袭性大肠杆菌（AIEC）在结肠的定植率增加，表明自噬缺陷（可能在Paneth细胞内）可能会增加CD患者对特定微生物（如AIEC）定植或感染的易感性。
3.3 杯状细胞介质：抵抗微生物的关键参与者
肠道杯状细胞以其产生和分泌的糖基化粘蛋白Muc2而闻名，Muc2在肠上皮上形成保护性粘液屏障。研究表明，Muc2在清除细菌病原体（包括啮齿类粘菌和鼠伤寒沙门氏菌）中起着重要作用，使其远离粘膜表面，从而降低整体的组织损伤和死亡率。这种活跃的杯状细胞保护作用的确切机制仍在研究中; 然而，研究表明，暴露于细菌产物或细胞因子如IL-22和IFN-γ的杯状细胞会出现Muc2的胞吐作用。
除了Muc2，杯状细胞还可以分泌其他几种因子，包括TFF3和促炎性抵抗素样分子（RELM）β（基因：Retnlb）。Tff3被认为是组织保护因子，通过抑制细胞凋亡以及帮助细胞迁移和血管生成来促进上皮恢复和粘膜修复。TFF3在C. rodentium感染期间的表达适度降低，而植物营养素和肠道寄生虫感染（Giardia duodenalis）时的表达增加，这有利于保护免受相同的病原体。在肠道病原体感染期间，RELMb表达和分泌显著增加。最近，小鼠和人类RELMb通过破坏细菌的膜选择性地杀死革兰氏阴性细菌，包括铜绿假单胞菌和C. rodentium，从而发挥抗菌肽的作用。
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2020肠道微生物与免疫的研究进展 人体正常的肠道微生物数量达1012~1014,其平均质量约为1.5 kg[1-2],约6~10个类群(3 000种)微生物组成[2-3]。婴儿在出生之后不久就有微生物在肠道定植,直到肠道微生物达到一个稳定的共生群[4]。肠道微生物对于宿主是有益的,在过去10年的研究中,已经发现肠道微生物在人体发育、肠道屏障、免疫调节、物质代谢、营养吸收、毒素排出，以及疾病的发生、发展等方面发挥着巨大的作用。肠道菌群的紊乱可能导致肥胖、肝硬化、糖尿病、心血管疾病，以及孤独症等各种疾病的发生。肠道微生物的主要功能是帮助宿主代谢,使能量和营养物质更好地被利用,为肠道上皮细胞提供营养,增强宿主免疫功能,帮助寄主抵抗病原菌[5]。最近，大量的研究表明,肠道微生物的代谢功能是非常重要的,并且效率远远超过肝的代谢功能。例如肠道微生物不仅可以影响视网膜的脂肪酸组成和眼睛晶状体、骨骼的密度、肠道血管的形成[6];而且可以提供必需的营养物质(生物素、维生素K、丁酸等)和消化食用纤维素[7]。肠道微生物同脊柱动物已经一起进化了几千年,因此，免疫系统正常功能(抵抗细菌病原体)的实施需要依靠肠道微生物。同时,肠道微生物是刺激“黏膜免疫系统”(mucosal immune system)和“全身免疫系统”(systemic immune system)成熟的重要因子[8-9]。许多实验研究发现肠道微生物的组成及代谢产物对免疫和炎性反应有很重要的影响。如果肠内部免疫系统
崩溃就会引起慢性肠炎疾病,例如克罗恩病和溃疡性结肠炎[10],然而,由于共生肠道微生物的多样性和很难断定哪种细菌是共生菌还是条件致病菌,所以对于肠道微生物定植反应的免疫调控是复杂的。近几年,肠道菌群与免疫的研究受到越来越多人们的关注。因此,本文就肠道微生物与免疫系统的关系做一综述。 1 肠道微生物群相关的疾病 近年来,大量肠道微生物与肠道生理功能关系的研究表明,肠道微生物在宿主健康与疾病方面有重要的作用[11],通过对炎性反应动物模型的研究已经确定肠道微生物与肥胖、糖尿病、过敏和哮喘等疾病的发展和变化有重要关系[12]。目前,已经有许多实验发现肠道微生物与肥胖和糖尿病有关,其中一个最新的研究表明，在遗传或者饮食诱导的肥胖小鼠肠道内Akkermansia muciniphila(一种存在于黏液层的黏液素降解菌,在健康情况下,它占肠道微生物菌群总数量的3%~5%)菌急剧减少,在饮食诱导的肥胖小鼠肠道内A. muciniphila的丰度比对照组小鼠低100倍,在饮食诱导的肥胖小鼠口服A. muciniphila后发现小鼠的体质量降低和身体指数得到改良;进一步研究发现,A. muciniphila可以降低胰岛素耐受性,控制脂肪储存、脂肪代谢、甘油酯和葡萄糖的稳态[13]。另一个研究通过比较Ⅱ型糖尿(T2D)和正常70岁欧洲妇女的肠道微生物组成,发现在有糖尿病的群体中,4个乳酸
肠道微生物—上皮细胞屏障互作的研究进展 万华云;胡君宜;王子旭;陈耀星;曹静;董彦君;马保臣;董玉兰 【摘要】肠道上皮细胞(intestinal epithelial cells,IECs)是动物机体抵御病原微生物的第一道防线,是黏膜机械屏障、免疫屏障和化学屏障的重要组成部分,具有吸收和屏障双层功能.肠道中微生物数量庞大、种类繁多,根据其与宿主的关系,主要分为共生菌、条件致病菌和病原菌3类,在肠道屏障的构建中发挥重要作用.IECs首先通过直接或间接方式对肠道微生物进行识别,区别自身与非自身,对自身物质(即共生菌)免疫耐受,对非自身物质(即病原菌)产生特异性免疫反应.IECs与肠道共生菌共同抵御肠道病原微生物,维持肠道健康,病原微生物侵入肠道,IECs主要通过胞外分泌物和细胞表面黏液层双重屏障发挥作用,其中胞外分泌物主要包括黏蛋白、抗菌分子和抗微生物免疫球蛋白.肠道共生菌可以通过竞争识别位点,分泌抗菌物质,增加黏液分泌,诱导IECs更新、增殖和修复等方式抵御病原微生物,维护正常的肠黏膜屏障功能.在IECs抵御肠道病原微生物入侵过程中,病原微生物通过自身运动、分泌毒素和酶等破坏肠上皮屏障,直接接触IECs,对其进行损伤.因此IECs和肠道菌群间相互作用,共同维持肠道内环境稳态.作者就IECs和肠道微生物结构、功能的适应性变化作—综述,以期阐述肠道微生物—上皮细胞屏障互作的机制.%Intestinal epithelial cells (IECs) are the first line of defense against pathogenic microorganisms of animal organism,which are important component of mucosal mechanical barrier,immune barrier and chemical barrier,they have absorption and barrier double function.In the intestine,there are many kinds of microorganisms.According to its relationship with the host,it is divided into three types of commensal bacteria,conditional pathogenic bacteria and pathogenic bacteria,it plays an important role in the construction of
综述微生物和肠上皮细胞的相互作用 本文由Queena编译，董小橙、江舜尧编辑。 原创微文，欢迎转载。 导读 胃肠道（GI）能够耐受肠腔中的共生微生物群，对微生物代谢物不产生反应，仍能保护肠粘膜免受潜在有害的饮食抗原和入侵病原体的侵害。本文聚焦于微生物和肠上皮细胞（IEC）相互作用的最新发现，以及不同IEC类型促进体内平衡的免疫机制，强调了这些细胞在宿主肠道防御中发挥的中心和积极作用。 论文ID 原名：The Intestinal Epithelium: Central Coordinator of Mucosal Immunity-Special Focus Issue: Systemic Influences of the Microbiota 译名：肠上皮：粘膜免疫的中心协调员- 特别关注：微生物群的系统性影响 期刊：Trends in Immunology IF：14.188 发表时间：2018年 通信作者：Bruce A. Vallance 通信作者单位：University of British Columbia 综述内容 1、微生物组和上皮细胞功能：相互关联的影响 1.1 IEC稳态：肠道微生物和先天信号 自从对无菌小鼠进行首次研究以来，微生物在促进正常肠道结构和功能方面发挥了重要作用。无菌小鼠的肠粘膜非常薄，IEC增殖减少，并且粘蛋白和其他IEC衍生介质的产生受损。保护性粘蛋白层变薄导致无菌小鼠对葡聚糖硫酸钠（DSS）的直接毒性作用高度敏感，提示
肠道微生物在促进肠道组织防御和修复中的重要性。 2004年，一项开创性的研究表明，先天免疫系统识别肠道微生物，可以通过增加IEC增殖和修复保护结肠免受DSS诱导的损伤。由于TLR信号传导的促炎作用，最初的实验设想是在T oll样受体2缺陷型（Tlr2-/-）小鼠和Tlr4-/-小鼠，以及MyD88缺陷小鼠上（大多数TLR信号传导以及IL-1/18信号传导需要MyD88），DSS诱导的结肠炎严重程度会降低。相反，这些小鼠的组织损伤和粘膜溃疡更加严重，原因不是因为炎症响应发生了改变，而是因为IEC增殖、存活和屏障功能受损，这些具有保护功能的反应也依赖于TLR对共生菌的识别。并且，机制研究表明，通过维持IECs中连接蛋白的正常分布，保持上皮屏障功能需要共生-TLR相互作用。此外，感染性结肠炎模型证实了MyD88/TLR信号传导在促进粘膜修复和屏障功能中的重要性。 1.2 微生物代谢产物控制上皮功能 人体肠道内约有100万亿个细菌，其中大部分存在于结肠内。这些共生细菌形成复杂的营养网，不仅支持其自身的存活，还塑造了GI 系统的生理环境和免疫应答。肠道微生物群代谢产生多种化合物，这些代谢物对IEC具有直接影响。如梭菌簇IV和IXa，Faecalibacterium prausnitzii和Bacteroides thetaiotaomicron等厌氧菌通过发酵膳食纤维，在结肠腔内产生丁酸盐（原文图2A）。肠腔丁酸主要由位于隐窝顶部的结肠细胞消耗。Kaiko及其同事最近的研究表明，肠道隐窝的独特结构可以保护位于隐窝基部的干细胞免受这种代谢产物的影响。隐窝结构的破坏/损伤（如在DSS结肠炎中发生的）使干细胞暴露于较高的丁酸盐水平，这反过来又通过抑制组蛋白脱乙酰酶（HDAC）酶并诱导转录因子FoxO3来抑制干细胞的增殖能力。 微生物衍生的乳酸可有效诱导小鼠结肠过度增殖，并且似乎在急性饥饿期后最明显。乳酸是小肠干细胞维持其增殖和分化能力的重要能量来源。乳酸的重要来源可能是邻近的Paneth细胞，paneth细胞也可产生重要信号以维持Lgr5+干细胞（原文图2D）。然而，仍需要体内的书记验证这些结果。 乙酸盐是一种由双歧杆菌产生的SCFA，可以影响悉生啮齿动物模
小肠上皮细胞相关的蛋白及功能 小肠是人体中非常重要的一个消化器官。它柔软而充满活力，具有 分泌和吸收的功能，能够对食物中的营养物质进行分解和吸收，从而 为人体提供能量和养分。而小肠的上皮细胞则是小肠最重要的组成部 分之一。在上皮细胞中，有许多蛋白质，这些蛋白质对小肠的正常功 能起着非常重要的作用。下面，我们就来简单的介绍一下几种与小肠 上皮细胞相关的蛋白及其功能。 1. 粘附分子 粘附分子是一种可以粘附在小肠上皮细胞表面的蛋白质。它们主要的 作用就是通过与微生物粘附结合，保护小肠免受微生物和其他有害物 质的侵害。同时，这些粘附分子还能促进细胞间的相互作用和组织结 构的稳定，从而维持小肠的正常生理功能。 2. 腺苷酸环化酶 腺苷酸环化酶是一种可以调节人体免疫系统的蛋白。它们主要的功能 是通过分解腺苷酸分子，间接增强机体的免疫功能。此外，腺苷酸环 化酶还可以调节肠道中的微生物群落，从而保障肠道的健康。 3. 原癌基因Nek2 原癌基因Nek2是一种参与细胞分裂的重要蛋白质。在小肠上皮细胞中，
Nek2参与到细胞的增殖和修复过程中，从而保持小肠细胞的稳定和适 应性。 4. 糖蛋白 糖蛋白是一种可以调节小肠上皮细胞表面物质的蛋白质。它们的主要 功能是通过与周围环境中的微生物互动来保护肠道的健康。此外，糖 蛋白还可以促进细胞间的黏附，并增强细胞的稳定性和适应性。 5. 液泡膜蛋白 液泡膜蛋白是一种可以维持细胞内稳定性的蛋白。它们主要的任务是 通过调节胞内不同物质的运输来维持细胞生命过程的正常运转。此外，液泡膜蛋白还可以影响细胞的分别和增殖过程，从而对小肠的正常功 能做出贡献。 在小肠上皮细胞中，蛋白质发挥着极其重要的作用。它们的功能与小 肠的消化和吸收密不可分。人体内的每一种蛋白质都有其特殊的功能 和作用，对肠道的健康至关重要。因此，我们应该提高对这些小肠上 皮细胞相关的蛋白质的了解，以便更好地维护我们的肠道健康。
肠道微生物群与免疫系统的关联及其对疾病 的影响 肠道微生物群是指人体肠道内大量存在的微生物的总称，包括细菌、真菌、病毒等。这些微生物与人体的免疫系统密切相关，通过相互作 用和调节，对维持机体健康和抵抗疾病起着重要的作用。 一、肠道微生物群与免疫系统的关联 1.1 相互作用机制 肠道微生物群通过与人体免疫系统的相互作用，调节免疫应答和抗 炎反应。微生物通过产生短链脂肪酸和氨基酸等代谢产物，影响肠道 上皮细胞的免疫应答和黏膜屏障的完整性。同时，微生物也可以通过 抑制病原菌的生长，改善肠道菌群结构，增强机体免疫功能。 1.2 免疫调节 肠道微生物群对免疫系统的调节主要通过调节免疫应答的平衡来实现。例如，微生物能够诱导和维持免疫耐受，抑制免疫系统对自身组 织的攻击，从而减少自身免疫性疾病的发生。此外，微生物还能促进 免疫细胞的发育和功能成熟，增强机体的免疫应答能力。 二、肠道微生物群与疾病的影响 2.1 肠道炎症性疾病 肠道微生物群失衡（肠菌群紊乱）是肠道炎症性疾病（如溃疡性结 肠炎、克罗恩病等）的主要病因之一。失衡的肠道微生物群会导致免
疫系统异常激活，释放炎症介质，损伤肠道上皮细胞，从而引发炎症反应。通过调节肠道微生物群，可以改善炎症性疾病的症状。 2.2 自身免疫性疾病 肠道微生物群失衡与多种自身免疫性疾病的发生相关，如类风湿性关节炎、糖尿病、银屑病等。失衡的微生物群会导致免疫系统的异常兴奋和自身组织的攻击，从而引发自身免疫疾病。通过调整肠道微生物群结构来减轻病情成为一种新的治疗方法。 2.3 代谢性疾病 肠道微生物群与人体代谢密切相关，失衡的肠道微生物群与代谢性疾病，如肥胖、糖尿病等之间存在一定的关联。微生物通过改变宿主的能量代谢和激素分泌等途径，可能对疾病的发生和进展产生影响。研究表明，调节肠道微生物能够改善代谢性疾病的症状，为疾病的治疗提供新思路。 三、调节肠道微生物群的方法与应用 3.1 益生菌和益生元的应用 通过口服益生菌和益生元可以调节肠道微生物群的结构，增加有益菌群的数量，降低有害菌群的比例，以达到治疗和预防相关疾病的目的。常见的如乳酸菌、双歧杆菌等，能够改善肠道微生态平衡，提高机体免疫力。 3.2 肠道微生物群移植
肠道微生物与宿主免疫的相互作用众所周知，肠道是一个极其复杂的生态系统，其中包含了各种微生物群落，是人体与外部环境之间的交界处，扮演着非常重要的生理和免疫调节作用。肠道内的微生物群落，与宿主免疫系统之间相互作用，使得人体保持健康状态，缺失或紊乱则容易导致诸如肠炎等免疫疾病的产生。 一、肠道微生物的种类和功能 肠道内存在着最多的细菌菌群，大多数是无害的有益菌，如：嗜酸乳杆菌、双歧杆菌、乳酸菌等。此外，有害的致病菌的存在也是不可避免的，为大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等类菌群。 在正常健康的情况下，肠道微生物之间会保持相对稳定的数量和种类，分解食物、制造维生素、促进免疫功能等。肠道微生物的数量和种类的变化，可能由于饮食改变、药物的使用、疾病因素等多种因素而发生变化，失去平衡状态会导致一系列疾病的产生。 二、肠道微生物与宿主免疫的相互关系
肠道微生物的种类与数量，与宿主免疫的产生、调节密切相关。肠道微生物与宿主免疫的相互作用，主要有以下几点： 1、调节免疫状态 肠道微生物对免疫系统有着调节作用，能够引导免疫系统产生 相应的免疫应答，同时抑制过度的免疫反应。肠道微生物的变化 可以影响免疫系统的应答能力，使得免疫系统的功能下降或过度 激活等现象发生。 2、促进免疫细胞的发育 肠道微生物对免疫细胞的发育有直接或间接影响。微生物能够 刺激免疫细胞的增殖和分化，同时调节免疫细胞的活性和功能。 例如，肠道细菌可以促进TH17细胞的增殖，从而增强肠道上皮细胞的保护作用。 3、维持屏障功能
肠道微生物对于维持肠道屏障功能具有重要作用。肠道细菌能 够促进肠道上皮细胞表达黏附分子，加强小肠和大肠黏膜完整性，从而减少有害物质的侵入和感染的发生。 三、肠道微生物与免疫疾病 肠道微生物与免疫疾病的关系逐渐引起医学界的广泛关注。已 有的研究证实，不同菌种之间的数量和比例失衡，会导致肠道免 疫系统的失调，使人易于患上免疫性疾病。 例如，肠道内有益菌维持着免疫平衡状态，而大肠杆菌等有害 菌过多，就容易引发肠炎、炎症性肠病等免疫相关疾病。研究发 现炎症性肠病与肠道微生物群落的失衡密切相关，治疗炎症性肠 病可以透过调整肠道微生物群落。 四、调整肠道微生物群落 为了防止肠道受到过度的干扰，我们应保养良好的肠道屏障， 并定期进行肠道微生物调节。常用的调整肠道微生物的方法包括：
营养素吸收和代谢的分子调节机制 在我们的身体中，营养素是非常重要的，它们被用来提供能量，支持身体的正 常功能，并且维持我们身体的健康。但是，我们摄入的营养素不一定都被完全吸收和利用。营养素吸收和代谢是一个复杂的过程，需要多个分子调节机制的相互协作。在本文中，将会探讨一些分子调节机制，这些机制对于营养素的吸收和代谢有着重要的作用。 1. 营养素吸收与肠道上皮细胞 首先要了解的是，我们的身体是从食物中摄取营养素的。当我们吃进去的食物 到达肠道后，它们需要被吸收进入血液循环系统中。这个过程主要发生在肠道上皮细胞，我们的肠道上皮细胞会通过一系列的运输蛋白将营养素从肠道中吸收并转运至血液循环系统。分子调节机制在这个过程中扮演着重要的角色。 2. 运输蛋白的功能与代谢物的吸收 有很多不同类型的运输蛋白，它们各自具备不同的功能。例如，葡萄糖转运蛋 白（GLUT）是一种能够将葡萄糖从肠道上皮细胞吸收到血液中的运输蛋白。它通 过运输蛋白上的特定结构域与葡萄糖结合并将其转运至血液循环系统。 运输蛋白对于代谢物的吸收非常重要，因为他们能够控制代谢物的转运进入或 者离开细胞。此外，一些运输蛋白还具备选择性，例如，肠腔中钙的高浓度可以通过钙转运蛋白（CaT1）而被高效的吸收，这一点在妊娠期孕妇需要补钙是尤为重要。 3.微生物对代谢的影响 此外，微生物群对代谢的影响也比较大，肠道微生物可通过向肠道内分泌产物 如高丝氨酸、支链氨基酸等来影响肠道内营养素吸收情况。比如当体内存在明显的慢性肠道损伤，微生物代谢产物会受到改变，导致兔儿爱氨酸的吸收率降低。
4. 肠道上皮细胞的活化态度 另一方面，肠道上皮细胞的状态对于代谢物的吸收也有着很大的影响。肠道上皮细胞必须保持健康的状态、活跃的态度以保证足够多的营养素被吸收。 研究表明，肠道上皮细胞的免疫应答和长期的慢性炎症反应会对代谢物的吸收产生负面影响。例如，肠道炎症会导致肠道上皮细胞的损伤，使其对代谢物的吸收能力降低，从而导致很多种慢性疾病如肠胃疾病的发生。 5. 激素的调节 激素是调节肠道上皮细胞和运输蛋白活性的另一种分子调节机制。激素如胃抑素、胰岛素等都能影响肠道上皮细胞的代谢活性，从而影响代谢物的吸收和利用。例如，胃抑素能够减少胃肠道的运动、延缓空腹时间以及减少胃肠道反射活动，降低进食量，维持肝糖原储备和血糖稳定。而胰岛素则是一个非常重要的代谢激素，它能够促进葡萄糖的吸收和利用。 6. 总结 综上所述，营养素吸收和代谢是一个非常复杂而又关键的生理过程，它需要多个分子调节机制的协调作用。运输蛋白、微生物、肠道上皮细胞状态和激素等都对营养素的吸收和代谢有着重要的影响。对于这些分子调节机制的深入研究，有望帮助我们提高营养素的吸收和利用效率，并且让我们的身体更加健康。
表观遗传学与肠道微生物相互作用机制 表观遗传学是指在基因组中没有改变DNA序列的情况下，通过改变基因的表达模式来影响细胞功能和表型的一种遗传学机制。近年来的研究发现，肠道微生物群落与宿主的表观遗传调控密切相关，并且相互作用机制非常复杂。 肠道微生物通过代谢产物介导的方式影响宿主的表观遗传调控。肠道微生物能够分解和代谢食物中的复杂碳水化合物，产生多种代谢产物，如短链脂肪酸（SCFA）、氨基酸和胆汁酸等。这些代谢产物能够通过不同的机制，如改变DNA甲基化、组蛋白修饰和非编码RNA表达等，影响宿主细胞的表观遗传调控。例如，研究发现，SCFA能够抑制DNA甲基转移酶的活性，从而导致DNA甲基化水平的下降，进而影响基因的表达模式。 肠道微生物通过免疫调节作用影响宿主的表观遗传调控。肠道微生物与宿主免疫系统之间存在着相互作用关系。微生物通过诱导宿主免疫系统的应答，调节免疫细胞的发育和功能，进而影响宿主的表观遗传调控。免疫细胞产生的细胞因子和化学信号分子能够通过细胞外信号传导途径，影响宿主细胞的表观遗传调控。例如，肠道微生物能够激活免疫细胞产生的细胞因子，如干扰素和肿瘤坏死因子等，这些细胞因子能够改变宿主细胞的DNA甲基化和组蛋白修饰状态，从而影响基因的表达。
肠道微生物还可以通过肠道屏障的调控影响宿主的表观遗传调控。肠道屏障是由肠道上皮细胞和黏膜免疫细胞组成的，它们共同形成了对外界环境的屏障。肠道微生物能够通过与肠道上皮细胞和黏膜免疫细胞的相互作用，影响肠道屏障的完整性和功能。研究表明，肠道微生物能够改变肠道上皮细胞的表观遗传调控，如DNA甲基化和组蛋白修饰，从而影响肠道屏障的通透性和黏膜免疫细胞的功能。这些变化会进一步影响宿主的免疫应答和表观遗传调控。 肠道微生物与宿主的表观遗传调控存在着相互作用关系。肠道微生物通过代谢产物介导的方式、免疫调节作用和肠道屏障的调控等机制，影响宿主细胞的表观遗传调控。这些相互作用机制不仅对人类的健康和疾病发生发展具有重要意义，也为开发新的治疗方法和干预手段提供了新的思路。未来的研究需要进一步揭示肠道微生物与宿主表观遗传调控的具体机制，以及它们在不同疾病发生发展中的作用，为精准医学的实践提供更多的理论支持。
肠道菌群与宿主代谢的相互作用 肠道菌群与宿主之间的共生关系赋予健康个体代谢、免疫和肠道保护功能。这种相互作用在很大程度上取决于营养状况和生活习惯等因素。饮食是塑造肠道微生态系统的主要驱动力，它们为特定种类的细菌提供选择性生长优势。长期的饮食干预可以调节人体肠道菌群的组成和功能。肠道微生物代谢产生不同的代谢产物，包括对宿主有益的维生素和短链脂肪酸，也可能产生一些对宿主有害的毒素。因此，肠道微生物的代谢活性会对宿主健康产生重要影响，可能是有益的，也可能是有害的。 膳食纤维的代谢 肠道微生物产生的酶能够将膳食纤维分解成简单的小分子，使其易于被宿主和微生物利用。膳食纤维可以逃过宿主消化酶的消化，到达结肠，在那里被一些特定的细菌所降解。复杂多糖，包括抗性淀粉和不可消化的植物细胞壁多糖，首先被细菌分泌的酶水解成较简单的单糖。硬壁菌门的布氏瘤胃球菌是结肠中降解抗性淀粉的主要细菌，偏爱α-(1,4)连接的低聚糖。植物细胞壁多糖、纤维素和半纤维素也被特定的分解纤维素的细菌代谢，其中大多数属于瘤胃球菌属、梭菌属、真杆菌属和拟杆菌属。膳食纤维代谢的最终产物是短链脂肪酸（主要
是乙酸、丙酸和丁酸）以及气体（比如二氧化碳、氢气和甲烷）。肠道微生物代谢是在厌氧的微环境中进行的，而且与其它微生物交互作用，一种菌的代谢产物可能成为另一种菌的发酵底物。例如，青春双歧杆菌可以利用淀粉产生乙酸、乳酸和甲酸，它们又可以被霍氏真杆菌（E. Hallii）再利用，这是一种利用乳酸的细菌，但是它不能直接利用淀粉。 短链脂肪酸代谢 膳食纤维在肠道内经过细菌厌氧发酵，产生丁酸、丙酸和乙酸等短链脂肪酸。可以发酵产生短链脂肪酸的膳食纤维包括低聚果糖、菊粉、发芽大麦食品、水解瓜尔胶、燕麦麸、玉米淀粉等。丁酸是肠道微生物发酵产生的最重要的短链脂肪酸，健康人结肠中两大产丁酸的细菌是隶属于硬壁菌门的普氏栖粪杆菌和直肠真杆菌。与拥有正常菌群的小鼠相比，无菌小鼠的结肠上皮细胞严重能量不足，而拥有正常菌群的小鼠未出现这种能量不足，可能是由于短链脂肪酸的产生增加。 除了作为能量来源外，短链脂肪酸还在各种信号通路的激活中发挥作用，涉及食欲控制、炎症、肠道运动以及通过增加脂肪酸氧化和适应性产热作用来消耗能量。短链脂肪酸，尤其是丁酸，通过脂肪酸受体GPR41和GPR43传递其信号，参与调节食欲激素，包括肽YY和胰高血糖素样肽-1，这表明肠道微生物产生的短链脂肪酸在控制饱腹感和食物摄入方面的作用。丁酸还通过调节多种转录因子的活性而显示出抗肿瘤和抗炎症的作用。短链脂肪酸对氧化应激也具有保护作用，因为丁酸可以增强谷胱甘肽-S-转移酶和过氧化氢酶的活性。
细胞与微生物之间的相互作用细胞是我们生命中最基本的单位，而微生物则是生命中最为丰富的类群之一。细胞和微生物之间的相互作用，在生命的各个层面上都体现出了其至关重要的作用。 一、微生物与我们的身体 微生物是我们身体内最为丰富的生物类群之一。据统计，我们身体内共有约10万亿个微生物，其中大部分集中在肠道。这些微生物对于我们的健康至关重要。 首先，微生物可以帮助我们消化食物、吸收营养物质，同时还可以促进肠道蠕动和排泄废物。其次，微生物还可以抑制有害菌群的生长，维护肠道微生物群的平衡。最后，微生物还可以影响我们的免疫系统，帮助我们预防疾病。 二、微生物与疾病 微生物与我们的身体不仅有益，还可能引发一些疾病。例如，腹泻、细菌性感染等病症的发生，往往与有害菌群的增殖有关。
此外，一些病原微生物，例如病毒、细菌等，也可能引发各种疾病。 然而，身体中的微生物并不全是有害的，我们身体内存在一大批对我们身体有益的微生物。因此，在防治疾病时，保持身体微生物的平衡，也是非常重要的一步。 三、细胞与微生物的相互作用 除了微生物与我们身体的相互作用外，微生物与细胞的相互作用也是非常重要的一环。 在自然界中，细胞与微生物之间的相互作用，早已存在了数亿年，成为了自然界中恒久不变的主题。生命的演化，也是在微生物与细胞之间不断的相互作用中逐步推进的。 在某些情况下，微生物可以为细胞提供各种激素、酶等生物分子，起到促进细胞生长和发育的作用。同时，微生物还可能抑制细菌和其他微生物的生长，保护细胞免受其他微生物的侵袭。
此外，微生物还可以影响细胞的基因表达，从而影响其功能和属性。例如，在一些微生物与细胞的相互作用中，细胞的基因表达就会产生较为复杂的调整，从而对细胞的发育、分化、移动等方面产生影响。 四、结语 在生命的演化和多样性中，微生物与细胞的相互作用扮演了非常重要的角色。无论是在维持身体健康、调控细胞生长、还是在自然界中推进生命演化，微生物与细胞之间的相互作用都是不可或缺的一环。在生命的旅程中，我们需要善于利用和平衡界面上的微察与细胞，在这个微小但重要的界面上达成和谐相处。
高粘附性能乳杆菌的筛选及其对肠上皮细胞粘附机制的初步研 究 益生菌是人体肠道内正常的生理性有益菌,是肠粘膜生物屏障的主要组成部分,进入肠道内的益生菌通过粘附定植于肠粘膜表面以保护肠粘膜上皮细胞免受各种病原微生物的损伤,所以益生菌在肠道内的粘附定植是其发挥生理作用的前提和基础,但是,目前对于益生菌粘附性能的检测还没有一个合适的实验方法;而且,益生菌的粘附性能具有菌株特异性,高粘附性能的模式菌株较少,有关粘附的生物学保护作用和粘附机制等研究尚缺乏系统性资料。因此,本研究通过优化体外粘附实验方法,对11株益生菌的粘附性能进行检测,筛选得到粘附性能较好的乳杆菌,以该菌株作为研究材料,对其粘附的生物学保护作用进行研究,并对其参与粘附的粘附素分子进行初步的提取和鉴定。 方法:(1)以体外培养的肠上皮样细胞HT-29为模型,对影响益生菌体外粘附细胞的外部因素进行了探讨,通过优化的体外细胞粘附实验方法,对11株益生菌的粘附性能进行检测,并与放射性同位素标记法和粘蛋白的ELISA法进行比较。通过制备粘附性能较好菌株的多克隆抗体,采用改进的Carnoy固定液对肠粘膜组织标记进行固定,然后制备冰冻切片并进行免疫组化分析,建立乳杆菌体内粘附定植模型。 (2)比较不同粘附性能的菌株对体外培养的HT-29细胞的保护作用。建立抗生素脱污染EPEC感染的小鼠模型,通过肠粘膜病理切片、肠道菌群分析以及细菌移位分析等,观察乳杆菌对肠粘膜屏障的保护作用。 (3)对筛选得到的高低粘附力菌株的细菌表面成分和培养乏液进行酶、热、过碘酸钠等处理,以观察细菌表面成分和培养乏液对粘附的影响;采用溶菌酶、变
溶菌素以及硫酸铵等对细菌胞壁表面蛋白和培养乏液中的蛋白进行提取,通过与HRP标记的粘蛋白受体和NHS-Biotin标记的HT-29进行杂交,对参与粘附的细菌胞壁表面蛋白和促粘附因子进行初步鉴定;通过制备细菌的多克隆抗体,筛选与HT-29细胞粘附的胞壁靶蛋白;并将粘附相关蛋白进行质谱分析。结果:(1)优化了体外粘附评价实验方法。 pH值、孵育时间、菌液浓度以及菌的生长状态均可影响乳杆菌与HT-29细胞的粘附。优化其基本步骤为:采用培养14天后的肠上皮样细胞HT-29,与培养至稳定期的菌液浓度为1～2×10~8/ml益生菌(含益生菌的SCS),在37℃下共孵育60min,然后用灭菌的PBS洗涤细胞5次,甲醇固定20min,革兰氏染色,镜检计数。 11株益生菌的粘附性能检测结果表明,乳杆菌属和双歧杆菌属的各种间不同菌株在体外对HT-29细胞的粘附能力相差很大,其中罗伊氏乳杆菌JCM1081的粘附指数为495.07±80.03,显著高于其它益生菌株;嗜酸乳杆菌La1.1878和长双歧杆菌B050102-14的粘附能力较弱,其粘附指数分别为135.43±13.93和47.17±5.84;制备了罗伊氏乳杆菌JCM1081的多克隆抗体,免疫组化分析表明,在小鼠肠组织中可见罗伊氏乳杆菌JCM1081在肠粘膜表面呈弥散状分布、定植,形成肠粘膜菌群生物屏障;(2)粘附性能较好的罗伊氏乳杆菌JCM1081在体外可抑制致病性大肠杆菌对肠上皮样细胞HT-29的粘附(28.1%)(P＜0.01)和侵袭(23.9%)(P＜0.01),粘附力较弱的嗜酸乳杆菌La1.1878对致病性大肠杆菌的粘附抑制率为12.4%(P＜0.01),侵袭抑制率为7.5%(P＜0.01)。抑菌实验结果显示,嗜酸乳杆菌La1.1878对EPEC的抑制作用显著高于罗伊氏乳杆菌JCM1081(P＜0.01)。
细胞与微生物相互作用及其在医学和生态学 中的应用 是生物学界的一个重要领域。在此，我们将介绍细胞与微生物相互作用的相关 概念，及其在医学和生态学中的实际应用。 一、细胞与微生物相互作用的定义 细胞与微生物相互作用是指细胞中的生化和生理过程对微生物的影响，以及微 生物与细胞共生、共存、互利互惠的关系。微生物是一种生物体，包括细菌、真菌、病毒等，而细胞则是动物或植物生命的基本单位。 二、细胞与微生物相互作用的实际应用 1、医学中的应用 细菌和病毒是我们生命中的常见微生物体，但是它们也是引发疾病的主要原因。细胞和微生物的相互作用在医学中具有广泛的应用。 （1）抗生素 抗生素是一种能够杀死细菌等微生物的药物。它的作用是破坏细菌细胞壁、细 胞膜等形成细菌的细胞结构，从而抑制细菌的生长和繁殖。抗生素的发现对医学界来说是一项重大的进步，使得很多细菌性疾病可以被有效地治疗，从而挽救了很多人的生命。 （2）白细胞 白细胞是我们体内的一种细胞，主要作用是抵抗入侵我们体内的微生物。当我 们受到微生物的侵袭时，我们的免疫系统就会产生相应的白细胞，并将它们带到侵入的部位，杀死微生物，从而防止疾病的发生。
2、生态学中的应用 细胞与微生物的相互作用在生态学中也有着广阔的应用前景。 （1）土壤中的微生物 土壤中的微生物是建立生态平衡的重要因素之一。这些微生物可以分解和转化有机物质，使之变为植物可以吸收的无机物质，从而促进植物的生长。同时，也可以分解污染物质，促进污染物的降解，从而改善环境。 （2）食物链 细胞和微生物的相互作用在食物链中也有着重要的作用。食物链是一种生物转化作用，主要包括有机质向能量的转化和营养物质之间的转化。在食物链中，一些微生物可以分解有机物质，从而使之成为食物链中的一环，同时，它们也是食物链中的一部分，为食肉动物提供营养，从而满足我们的需求。 三、总结 细胞与微生物相互作用的应用前景在医学和生态学中都非常广阔。它们可以帮助人类对抗疾病，保护环境，促进生态平衡，这也在一定程度上促进了人类文明的发展。
微生物代谢物在肠道中的作用及其生物学机 制 人体内存在许多微生物，其中包括有益菌和有害菌。这些微生物会释放出大量 的代谢物，这些代谢物对人体的健康有着重要的影响。本篇文章将重点介绍微生物代谢物在肠道中的作用及其生物学机制。 肠道微生物代谢物的种类 肠道微生物代谢物种类繁多，其中包括有机酸、氨基酸、多肽、脂肪酸、生长 因子、多糖、芳香族化合物等等。这些代谢物在肠道内的作用非常重要，可以影响人体免疫系统、代谢能力、神经和心理等多个方面。本文将结合实际例子详细介绍微生物代谢物在肠道内的作用与作用机制。 1.有机酸 有机酸是微生物代谢物中最常见的一类，包括脂肪酸、胆酸、乳酸、丙酮酸等。其中最常见的是脂肪酸，一种无色油状液体，是人体内最重要的代谢产物。脂肪酸的主要作用是促进肠道蠕动、维持肠壁屏障功能及调节肠道免疫反应。例如，丙酸等短链脂肪酸可以刺激肠道上皮细胞的生长及维护肠道屏障功能，且能在肠道内生成抗氧化物质，调节免疫反应。 2.氨基酸 氨基酸是构成蛋白质的基础单元，也是许多代谢物的合成前体。人体内的氨基 酸主要来自饮食摄取和蛋白质分解代谢。肠道微生物也可以分解和合成氨基酸。例如，肠道中的芽孢杆菌可以合成一种名为亚硝酸的代谢物，亚硝酸有着多种生物学效应，能够抑制人体中癌细胞生长和避免坏菌滋生等。 3.多肽
多肽是肠道微生物代谢物的重要组成部分，它们分解餐前和餐后的蛋白质。例如，肠道内某些细菌可以产生一种叫做肽酶的酶类，它能够将蛋白质分解为肽链和氨基酸。肽链可以被肠道细胞吸收，为人体提供能量和合成蛋白质的物质。 4.脂肪酸 脂肪酸是一种重要的肠道微生物代谢产物，能够影响多种人体生理功能，如改善肠道菌群结构、增强肠道屏障功能和促进免疫反应等。例如，大肠杆菌是一种常见的肠道细菌，会产生豆型球菌酸等短链脂肪酸，这些短链脂肪酸能够促进肠道屏障功能，增强肠道防御机制，减少感染病原微生物的发生。 微生物代谢物的作用机制 微生物代谢物对肠道健康和人体健康产生的影响是多方面的，其具体的作用机制有以下几个方面： 1.调节肠道微生物群落 肠道微生物代谢物能够调节肠道内菌群的结构和数量。微生物代谢物可以作为菌落生长物，为有益菌的存活提供营养，如短链脂肪酸代谢产物可以抑制有害菌的生长，促进有益菌的生长。同时，微生物代谢物也能够抑制有害菌的生长增殖，保证肠道微生物群稳定。此外，有限的研究表明，微生物代谢物在肠道内的作用还能影响人体内脂类、胆固醇等的代谢产物。 2.维护肠道屏障功能 肠道屏障是肠道内细菌和人体宿主之间的交界处，其受到肠道环境中的微生物代谢物的影响较为显著。微生物代谢物以不同方式影响肠道上皮屏障的维持，如短链脂肪酸代谢产物可影响肠道上皮屏障细胞的分化、增殖和防御功能。肠道微生物代谢物还能影响粘膜免疫反应等，维护肠道健康。 3.调节免疫反应
肠细胞对国际药用辅料协会（IPEC）肠道健康研究的重要性 作者：何闪 来源：《国外畜牧学·猪与禽》2014年第07期 进行肠上皮细胞的分离培养是研究小肠功能、营养物质吸收机制及其调控的主要手段之一。本文综述了国外已经建立的几种特殊的肠上皮细胞系。 细胞培养物基本上分为两种类型：（a）原代细胞培养和（b）连续细胞系。原代细胞直接分离自一个有限寿命的物体，而连续细胞系，也称确立细胞系或无限增殖化细胞系，具有持久的增殖能力。 有几种方法可实现细胞的无限增殖：肿瘤细胞和未分化的细胞具有天生的不死特性，而正常细胞可通过病毒添加外源基因实现永生（赋予肿瘤细胞的能力）。 连续细胞系可以形成科学团体指定的细胞系，并且是在最基础水平上研究特定影响因子（如饲料添加剂、药物、微生物）对特定类型的细胞（上皮细胞、淋巴细胞、成纤维细胞）作用的最常用且最有效的模型之一。 细胞可以用平板接种培养，并能在适当的温度、混合气体和生长媒介中维持生长。 IPEC-J2是一个从新生仔猪上分离而来的未转化的上皮细胞系，新生仔猪目前仍被用作病原体，如沙门氏菌、大肠杆菌和其他菌毒，实验性攻毒的模型（图1）。 本文我们将介绍使用IPEC-J2细胞系作为这些攻毒条件（感染）下饲料原料和饲料添加剂的研究模型。 1 IECs是什么 肠上皮表面面积约100 m2。它由一个可以将肠道内腔与宿主组织的外部环境分隔开来的单层柱状上皮肠细胞（Epithelial Intestinal Cells，IECs）组成。 IEC参与了消化系统的多种功能，如养分的吸收、水、电解质的交换和激素的产生。 由于其经常暴露在外部环境中，IEC对维持肠上皮细胞的完整性、降低外来因子入侵风险，形成物理屏障至关重要。IEC对维持肠道生理的稳定也是至关重要的。 由于上皮肠细胞具有能够将肠道与外部环境中的微生物分隔开、进而可阻止微生物侵入动物组织中的两种物理结构（微绒毛紧密连接），它有助于机体建立物理屏障功能。IEC还会分
肠道微生物学知识点 肠道微生物学是研究人类肠道内微生物的分布、种类、功能以及与人体健康之间的关系的学科。随着对肠道微生物的研究不断深入，人们对其在人体健康和疾病中的作用越来越重视。本文将介绍肠道微生物学的几个主要知识点，包括肠道微生物的分类、功能、影响因素以及与人体健康相关的研究进展。 一、肠道微生物的分类 肠道微生物是指人类肠道内的各种微生物群落，包括细菌、真菌、病毒等。其中，细菌是数量最多、种类最多的微生物群体。按照细菌的分类学系统，肠道细菌可以分为多个属、种和菌群。常见的肠道细菌属有厚壁菌属（Firmicutes）、细菌门（Bacteroidetes）、放线菌门（Actinobacteria）等。不同的菌群在人体内的分布和功能各异，相互之间存在着复杂的互作关系。 二、肠道微生物的功能 1. 消化与营养吸收：肠道细菌可以分解和吸收食物中难以被人体直接利用的部分，如纤维素、寡糖等。它们产生一些酶来分解食物，并进一步产生短链脂肪酸等物质，提供给肠道上皮细胞作为能量来源。 2. 免疫调节：肠道微生物对人体的免疫系统具有重要影响。它们能够与免疫细胞相互作用，调节免疫系统的功能，维持肠道免疫平衡。有研究表明，肠道微生物的紊乱与自身免疫性疾病、过敏性疾病等有关。
3. 抵抗病原微生物：肠道微生物可以通过与病原微生物竞争资源、 产生抗菌物质等方式，保护肠道免受病原菌感染。正常的肠道菌群结 构可以形成一种“微生态屏障”，维持肠道的健康状态。 三、肠道微生物的影响因素 肠道微生物的组成和多样性受多种因素的影响，包括生理因素、环 境因素和遗传因素等。 1. 饮食习惯：不同的饮食习惯会导致肠道微生物的差异。高纤维饮 食有利于益生菌的生长，而高脂饮食可能导致肠道微生物的紊乱。 2. 生活方式：生活方式的改变，如长期使用抗生素、压力过大、不 规律的作息等，都可能对肠道微生物的群落结构产生负面影响。 3. 年龄因素：肠道微生物的组成也会随着年龄的增长而发生变化。 比如，新生儿的肠道微生物群落相对简单，随着婴儿逐渐长大，微生 物的多样性逐渐增加。 四、肠道微生物与人体健康的研究进展 近年来，肠道微生物与人体健康之间的关系成为学术界关注的焦点。有研究表明，肠道微生物与肥胖、炎症性肠病、心脑血管疾病等疾病 相关。此外，肠道微生物还与新陈代谢、心理疾病、自身免疫性疾病 等有关。 为了进一步研究肠道微生物与人体健康的关系，科学家们开展了大 规模的人体微生物组计划（Human Microbiome Project）以及纽约大学 所进行的人体微生物计划。这些项目通过对不同人群的肠道微生物组
2023细胞外囊泡与肠道菌群相互作用在炎症性肠病中的研究进展 摘要：炎症性肠病(IBD)是一种肠道慢性炎症性疾病，确切的病因和发病机制尚不明确，目前认为肠道菌群在疾病进程中发挥重要作用。细胞外囊泡(EV)是由多种细胞释放的具有脂质双分子层的纳米级囊泡，作为细胞间通讯的重要介质，参与机体的各种生理病理过程。近年来许多研究发现，EV 与肠道菌群相互作用参与IBD的发生、发展，并在诊断、治疗和预后中显示出了巨大的临床应用潜力。本文将以EV与肠道菌群-宿主之间的相互作用为切入点，探讨不同来源的EV在IBD中的作用机制，以期为IBD的诊断与治疗提供新思路。 炎症性肠病(inflammatory bowel disease, IBD)是一种慢性且无法治愈的终身性疾病，包括溃疡性结肠炎(ulcerative colitis, UC)和克罗恩病，病因和发病机制尚不明确，普遍认为是遗传易感性、环境、微生物和免疫因素相互作用的结果[1]。越来越多的证据表明，肠道菌群在IBD的发生、发展过程中发挥重要作用。IBD患者普遍存在肠道菌群失调，虽然已经开展了多种治疗肠道菌群失调的方案，如通过饮食、益生菌、益生元、合生元、粪菌移植(fecal microbiota transplantation, FMT)等方法恢复IBD患者的肠道微生态，并显示出一定效果[2]，但IBD的诊断、治疗和预后仍面临巨大挑战。细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)是由细胞分泌的具有脂质双分子层的封闭球体，其可将小分子物质转移到其他细胞。研究发现，EV具有将小分子物质递送至宿主细胞，进而参与宿主与肠道菌群相互作