实验小鼠肠道微生物的研究现状
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肠道微生物作为环境因素调节脂肪储存和能量摄取、吸收或储存有关的非认知性的减少的药物作用靶点被发现,这和全球性的肥胖有重要关系。
肠道微生物对食物中多糖的加工起着重要作用。
我们发现对成年无菌(GF)C57BL/6小鼠用正常饲养动物的盲肠微生物处理过后,在忽略食物摄取的情况下喂养14天,增加了60%的身体脂肪总量和胰岛素耐受性。
对无菌小鼠和正常饲养小鼠的研究表明微生物促进了肠道内的单糖吸收,最终诱导了肝脏脂肪的新合成。
禁食诱导脂肪细胞因子(Fiaf),一种血管生成素样蛋白,在正常饲养小鼠的肠上皮细胞中被选择性的抑制。
对无菌小鼠和正常饲养小鼠,普通小鼠和Fiaf基因敲除小鼠的分析表明,Fiaf是一种循环脂蛋白脂肪酶抑制剂,它的抑制作用对由微生物引发的脂肪细胞中三酸甘油酯的沉积必不可少。
对Rag1—/—动物的研究表明这些宿主反应并不需要成熟的淋巴细胞。
我们的发现证明了肠道微生物对宿主从饮食中获取能量起着重要作用。
目前世界上有超过5亿人超重,其中有2.5亿人属于肥胖。
这种增长的流行病威胁着不管是发达国家还是发展中国家,同时引起了一些并发症,包括II 型糖尿病、高血压、心血管疾病和非酒精性脂肪性肝炎。
在美国,64%的成年人超重或肥胖,促使卫生局把这种状况看作是如今公众健康最大的威胁。
大多数人无法做到终身的、对体重控制有意义的饮食习惯改变。
因此,改进食物成分或者发现新的药物作用靶点来减少能量的摄取、吸收和储存对公众的健康有长足的重要性。
人类的肠道中含有数量巨大的微生物群。
这些群落至少包含着1013个细菌,主要是厌氧菌,大约有500—1000个种类,他们总的基因组大概是人类的100倍。
我们可以把微生物看作是新陈代谢的器官,这个器官能精确的调控我们的生理机能——但是我们自身却没有进化出这个器官。
这个器官能处理我们食物中其他难以消化的部分,比如植物多糖。
明确微生物控制的信号通路为找到新的作用靶点以促进人类的健康提供了机会。
药物对小鼠小肠炭末推进的影响实验结果1. 引言小肠是消化道中最长的一段,其功能包括吸收营养物质和推进食物残渣。
小肠炭末推进实验可以评估药物对小肠蠕动的影响,进而了解药物对肠道功能的调节作用。
本实验旨在研究不同药物对小鼠小肠炭末推进的影响,以期为药物研发和治疗消化系统疾病提供参考。
2. 方法2.1 实验动物本实验选取健康的雄性小鼠作为实验对象,年龄为8-12周,体重在20-25g之间。
2.2 药物处理将小鼠随机分为多个实验组和对照组,每组10只小鼠。
实验组分别接受不同药物处理,如药物A、药物B等,剂量为Xmg/kg。
对照组接受等量的生理盐水处理。
2.3 小肠炭末推进实验在实验开始前,将小鼠禁食12小时,但可以饮水。
实验过程中,将小鼠固定在实验台上,使其保持安静。
然后,通过口服给药的方式将药物或生理盐水注入小鼠体内。
注射后,记录注射时间,并开始计时。
使用小鼠小肠炭末推进实验装置,将炭末注入小鼠直肠。
实验结束后,观察小鼠排便情况,并记录小鼠第一次排便时间和排便次数。
2.4 数据分析采用统计学方法对实验结果进行分析。
使用适当的统计软件计算实验组和对照组之间的差异,并进行显著性检验。
3. 结果3.1 药物A对小鼠小肠炭末推进的影响实验结果显示,接受药物A处理的小鼠在注射后的时间段内,小肠炭末推进速度显著增加。
与对照组相比,药物A组小鼠的第一次排便时间明显缩短,排便次数明显增加(图1)。
这表明药物A能够促进小肠蠕动,加快食物残渣的排出。
3.2 药物B对小鼠小肠炭末推进的影响与药物A相比,药物B对小鼠小肠炭末推进的影响略有不同。
实验结果显示,接受药物B处理的小鼠在注射后的时间段内,小肠炭末推进速度有所增加,但增加程度较药物A组小鼠为低(图2)。
药物B组小鼠的第一次排便时间相对较长,排便次数较少。
4. 讨论4.1 药物A的作用机制根据实验结果,药物A能够显著促进小肠蠕动,加快食物残渣的排出。
这可能是由于药物A作用于肠道平滑肌,增强了肠道蠕动的力度和频率。
科学家揭示肠道微生物如何影响小鼠的骨骼强度eLife今天颁发的一项新研究说,肠道微生物从雌性小鼠传给其后代,或在生活在一起的小鼠之间共享,可能会影响动物的骨量。
研究结果表白,改变肠道微生物组的治疗方法可以帮忙改善骨骼结构或治疗削弱骨骼的疾病,例如骨质疏松症。
该论文的主要作者,内分泌,代谢和脂质部门助理科学家阿卜杜勒·马利克·泰吉(Abdul Malik Tyagi)说:“遗传因素是人体骨密度变化的大部分原因,但非遗传因素(例如肠道微生物)也可能起作用。
”美国乔治亚州埃默里大学埃默里微生物研究中心。
“我们想研究微生物组对骨骼生长和骨量发育的影响。
”为此,Tyagi及其同事研究了缺乏任何肠道微生物的小鼠。
他们将含有肠道微生物的粪便物质转移到了动物体内,这种肠道微生物被称为分段丝状细菌(SFB),它刺激骨骼的分解。
他们的研究表白,经SFB处理的小鼠的后代在出生时就被这些细菌定植,并且与缺乏SFB 的相同小鼠比拟,骨骼结构较差。
此外,与其他携带SFB的动物一起生活的小鼠在四周内就被细菌定植,结果骨骼结构变差。
Tyagi说:“我们的工作表白,微生物可以在个体之间遗传或传播,并显着影响动物的骨骼发育。
”“现在需要进一步的研究来确定在人类中是否同样如此,”埃默里大学(Emory University)的Garland Herndon医学教授,内分泌,代谢和脂质部门主任Roberto Pacifici补充说。
“如果是的话,那么就有可能开发出可以在生命早期改变肠道微生物组的疗法,以实现健康的骨骼生长。
Pacifici总结说:“这也表白在目前使用粪便移植治疗患者的其他疾病时需要谨慎,以确保不会无意中引入弱化骨骼的细菌。
”。
小鼠肠道细胞类型(最新版)目录1.引言2.小鼠肠道细胞的分类3.小鼠肠道细胞的功能4.小鼠肠道细胞的研究意义5.结论正文【引言】小鼠作为生物学研究的重要实验模型,其肠道细胞的研究具有广泛的应用价值。
本文将对小鼠肠道细胞的类型及其功能进行概述,以期为相关领域的研究者提供参考。
【小鼠肠道细胞的分类】小鼠肠道细胞大致可分为以下几类:1.肠上皮细胞(IECs):是构成小鼠肠道上皮屏障的主要细胞类型,对维持肠道正常功能起关键作用。
2.肠腺细胞:主要负责分泌肠液,帮助消化和吸收营养物质。
3.肠内分泌细胞:能分泌多种激素,参与调节肠道生理功能,如蠕动、分泌和吸收等。
4.肠道免疫细胞:包括淋巴细胞、巨噬细胞、粒细胞等,负责维护肠道免疫稳态。
5.肠道干细胞:具有自我更新和分化为多种细胞类型的能力,对肠道修复和再生至关重要。
【小鼠肠道细胞的功能】1.肠上皮细胞:通过紧密连接蛋白等结构形成上皮屏障,防止细菌和有害物质进入机体,同时负责营养物质的吸收。
2.肠腺细胞:分泌肠液,帮助消化食物,同时将部分营养物质吸收进入机体。
3.肠内分泌细胞:通过分泌激素调节肠道功能,如蠕动、分泌和吸收等。
4.肠道免疫细胞:维护肠道免疫稳态,防止病原菌和有害物质侵入机体。
5.肠道干细胞:不断更新和分化为其他肠道细胞,参与肠道损伤后的修复和再生。
【小鼠肠道细胞的研究意义】研究小鼠肠道细胞有助于深入了解肠道生理和病理过程,为肠道疾病的预防和治疗提供新思路。
此外,小鼠肠道细胞的研究也为其他领域的科学研究提供了有力支撑,如肠道菌群与代谢疾病、免疫疾病的关系等。
【结论】总之,小鼠肠道细胞在维持肠道正常功能和生理稳态中发挥着重要作用。
基础研究Funda m en tal S tudy党参及茯苓对小鼠肠道菌群调节作用的实验研究Experi m ental study on the effect of R adix codonopsis and Poria on intesti nal flora i n m ice收稿日期:2010-10-22修回日期:2010-12-15基金项目:国家自然科(30973693)作者简介:宋克玉(1988-通讯作者:江振友,教授Te:l (020)E -ma i :l tjz hy @j un 宋克玉,江振友,陈 琛,施珊珊(暨南大学医学院510632)SONG Ke-yu ,JI A YAN Qun-chao ,C H SH I Shan-shan(Depart m ent of M m unology,S chool of niversity ,Guangzhou 研究党参和茯苓(均为补益中药)对小鼠肠道菌群的影响。
方法 小鼠随分为7组:空白组、党参与茯苓的低、中、高剂量组,各组的受试5,10,30倍,空白对照组用无菌水代替受试14天后,取肠道内容物,溶解涂布筛选平板,培养计数。
以小鼠粪乳杆菌、大肠杆菌和肠球菌数量为检测指标,观察给药后小鼠结果 高剂量的党参能显著提高肠道乳杆菌水平并降低大肠;而高剂量的茯苓能显著提高肠道双歧杆菌的水平。
结论 党参和茯;茯苓;肠道菌群:R 285 5 文献标识码:A :1001-6821(2011)02-0142-04:Objective To i n vesti g ate the effect o fRad i x codonopsis andthe intestina l m icroflora i n m ice .M et hod B ALB /C w hite ere div i d ed into 7groups :A b lank control group and correspond m edial and high dose g roups ,t h e concentrations are 0,5,10,30of peop l e reco mm ended dosage ,respective ly .A fter adm i n istrate for 14days ,so l u tion of the bow el contents w ere cu ltured ,cou tti n g the bacterial co l o nies ,to detect the a m ounts of ,Lactobacillus ,E scherichia coli and Enterococcus i n t h e f m ice ,i n order to study the changes of the intestina l fl o ra i nesults R adix codonopsis can sign ificantly i m prove the leve l of s pp .and lo w er the level of E scherichia coli i n h i g h dose .sign ificantly i m pr ove the level o f B ifi d obacterium s pp .in h i g h o n Rad i x codonopsis and Poria have a good ad j u sti v e nor m a l intestina l flora .:R adix codonopsis ;Poria ;i n testi n al fl o ra,两者味甘性平,入脾、肺两经,健肺益脾、利水渗湿和胃养血等多种作用。
多组学联合分析研究肠道微生物群促进小鼠肝脏脂肪酸去饱和和延长题目:The gut microbiota promotes hepatic fatty acid desaturation and elongation in mice多组学联合分析研究肠道微生物群促进小鼠肝脏脂肪酸去饱和和延长期刊:Nature Communications影响因子:12.353主要技术:转录组、蛋白质组、磷酸化蛋白质组、脂质组、16sRNA测序研究背景哺乳动物肠道具有高度复杂的肠道微生物群落,在过去的几十年中,许多小鼠模型已被用于研究肠道微生物群及其与宿主的关系。
本研究整合转录组学、蛋白质组学、磷酸化蛋白质组学和脂质组学进行分析,提出了肠道微生物对肝脏脂质代谢的影响。
研究结果1. 转录组和蛋白质组联合分析作者针对无菌小鼠模型(GF)和无特定病原体小鼠模型(SPF)的肝脏和血浆样品进行多组学分析。
其中,小鼠肝脏样本的转录组使用微阵列芯片技术分析,总共分析了41174个探针,其中32308个可以定位到转录本,7769个探针显着差异表达(3937个基因),GF和SPF之间的差异倍数最大达到14.3(图1a)。
通路富集分析揭示了GF小鼠中显著富集的多个代谢通路,如药物代谢、脂质代谢(图1b)。
使用TMT技术对小鼠肝脏样本进行蛋白质组学检测分析,共鉴定到5875个蛋白质,GF和SPF中存在显著差异的蛋白数目为455(图1c),差异倍数最高达3.7。
差异表达最显著的蛋白质分别为L3HYPDH、CYP3A11、EPHX1、ACSF2、SCD1,这几个重要的蛋白质均参与了特定的代谢过程,如亚油酸和视黄醇代谢(图1d)。
作者使用基因名称合并了蛋白质组和转录组数据,以便识别在两个组学层中上调或下调的基因。
两次组学同时鉴定到4843个基因(1i),其中2822个基因(约58%)为GF和SPF共有,984个基因在SPF中持续高表达(图1e,Q2),1,838个基因在GF中持续高表达(图1e,Q4)。
酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肝肾氧化损伤和肠道微生物的影响目录一、内容概要 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究目的与意义 (3)二、材料与方法 (4)2.1 实验材料 (5)2.1.1 酸枣仁皂苷 (6)2.1.2 铅暴露小鼠模型 (7)2.2 实验分组与处理 (8)2.3 实验指标与检测方法 (8)三、酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肝肾氧化损伤的影响 (9)3.1 肝脏氧化损伤指标 (10)3.1.1 谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx) (10)3.1.2 丙二醛(MDA) (11)3.1.3 超氧化物歧化酶(SOD) (12)3.2 肾脏氧化损伤指标 (12)3.2.1 谷胱甘肽过氧化物酶(GSHPx) (13)3.2.2 丙二醛(MDA) (14)3.2.3 超氧化物歧化酶(SOD) (14)四、酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肠道微生物的影响 (16)4.1 肠道微生物多样性分析 (17)4.2 肠道微生物群落结构分析 (18)4.3 肠道微生物代谢产物分析 (18)五、结果与分析 (19)5.1 酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肝肾氧化损伤的影响 (20)5.1.1 肝脏氧化损伤指标变化 (21)5.1.2 肾脏氧化损伤指标变化 (22)5.2 酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肠道微生物的影响 (23)5.2.1 肠道微生物多样性变化 (23)5.2.2 肠道微生物群落结构变化 (24)5.2.3 肠道微生物代谢产物变化 (25)六、讨论 (26)6.1 酸枣仁皂苷抗氧化作用机制 (27)6.2 酸枣仁皂苷对肠道微生物的调节作用 (29)6.3 铅暴露对小鼠肝肾功能的影响 (29)七、结论 (31)7.1 研究发现总结 (31)7.2 未来研究方向 (32)一、内容概要本文研究了酸枣仁皂苷对铅暴露小鼠肝肾氧化损伤和肠道微生物的影响。
实验通过模拟不同水平的铅暴露环境,对小鼠进行干预处理,其中一组给予酸枣仁皂苷处理,观察其生理变化和微生物变化。
有菌的小鼠粪便可检测指标【实用版】目录1.研究背景和目的2.实验方法和过程3.检测指标及其结果4.结果分析和讨论5.结论和展望正文1.研究背景和目的随着科学技术的进步,微生物学研究逐渐深入到各个领域。
在医学领域,肠道菌群与人体健康的关系越来越受到重视。
肠道菌群是指生活在人体肠道内的一系列微生物,其中大部分为有益菌。
近年来,许多研究表明肠道菌群失调与多种疾病如肥胖、糖尿病、心血管疾病等密切相关。
因此,研究肠道菌群的构成和变化对于预防和治疗相关疾病具有重要意义。
本研究旨在探讨有菌小鼠粪便中可检测的指标,以期为研究肠道菌群提供实验依据。
2.实验方法和过程本实验采用有菌小鼠作为实验对象,通过收集其粪便样本,进行一系列检测。
实验分为两组:实验组和对照组。
实验组小鼠喂养添加抗生素的食物,以抑制肠道菌群的生长;对照组小鼠则喂养普通食物,肠道菌群保持自然状态。
实验过程中,收集两组小鼠的粪便样本,进行以下指标检测:菌落总数、有益菌数量、有害菌数量、肠道菌群多样性等。
3.检测指标及其结果经过实验检测,结果如下:实验组小鼠粪便中菌落总数明显低于对照组;有益菌数量显著减少,而有害菌数量则显著增加;肠道菌群多样性也明显降低。
4.结果分析和讨论通过对比实验组和对照组小鼠粪便的检测结果,我们可以得出以下结论:抗生素的添加抑制了肠道菌群的生长,导致了肠道菌群失调。
这一结果与前述研究肠道菌群与多种疾病相关的研究表明,保持肠道菌群的平衡对于人体健康至关重要。
5.结论和展望本研究发现,有菌小鼠粪便中可检测的指标包括菌落总数、有益菌数量、有害菌数量和肠道菌群多样性等,这些指标可以为研究肠道菌群提供实验依据。
通过本研究,我们进一步认识到肠道菌群平衡的重要性,以及肠道菌群失调与多种疾病的关联。
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一、实验目的1. 了解肠道蠕动的基本原理和过程。
2. 掌握肠道蠕动实验的方法和步骤。
3. 通过实验观察和分析肠道蠕动的规律和影响因素。
二、实验原理肠道蠕动是肠道平滑肌的一种收缩运动,是消化过程中食物向前推进的动力。
通过观察肠道蠕动,可以了解肠道运动功能及其影响因素。
三、实验材料1. 实验动物:小白鼠(体重相近,禁食20~24小时)2. 实验试剂:炭末生理盐水混悬液(0.1g/ml)、大承气汤水煎剂(1g/ml)、苦味酸溶液3. 实验器材:手术剪、眼科剪、直尺、注射器、小鼠灌胃针头、蛙板、解剖显微镜四、实验方法1. 实验分组:将小白鼠随机分为两组,每组2只,分别用苦味酸溶液标记。
2. 给药:分别用炭末生理盐水混悬液(0.1g/ml)和大承气汤水煎剂(1g/ml)以0.3ml/10g的剂量给小鼠灌胃。
3. 处死与解剖:给药18分钟后,用颈椎脱位法处死小鼠,打开腹腔,分离肠系膜,剪取上端至幽门,下端至回盲部的肠管。
4. 测量与计算:将小肠拉成直线,测量肠管的总长度,并从幽门至炭末前沿的距离计算炭末在肠内推进距离。
5. 数据统计:计算炭末推进百分率,并观察各组小鼠的容积变化。
6. 结果分析:对实验数据进行统计分析,比较两组小鼠的炭末推进距离和容积变化是否存在显著性差异。
五、实验步骤1. 准备实验材料,包括实验动物、试剂和器材。
2. 将小白鼠随机分为两组,并做好标记。
3. 给药:分别用炭末生理盐水混悬液和大承气汤水煎剂给小鼠灌胃。
4. 观察给药后小鼠的行为变化,如是否有腹泻、腹痛等症状。
5. 处死小鼠,打开腹腔,分离肠系膜,剪取肠管。
6. 测量肠管总长度和炭末在肠内推进距离。
7. 计算炭末推进百分率,并观察各组小鼠的容积变化。
8. 对实验数据进行统计分析,比较两组小鼠的炭末推进距离和容积变化是否存在显著性差异。
六、实验结果1. 炭末推进百分率:实验组与对照组炭末推进百分率的比较。
2. 容积变化:实验组与对照组小鼠容积变化的比较。
肠道菌群实验设计摘要:肠道菌群在人体健康中扮演着重要角色,对人体的免疫调节、代谢调节等方面有着重要影响。
因此,对肠道菌群的研究成为了当前热门的研究课题。
本实验设计将利用小鼠模型,通过不同干预手段(抗生素、益生菌、饮食等)来探究肠道菌群的变化情况及其对宿主的影响,以期在深入了解肠道菌群的同时,也为相关疾病的预防和治疗提供一定的参考意义。
关键词:肠道菌群,小鼠模型,抗生素,益生菌,饮食,变化,影响引言肠道菌群是指存在于人体肠道中的各种微生物,包括细菌、真菌、病毒等。
近年来,随着对肠道菌群的深入研究,人们发现肠道菌群对宿主健康有着重要影响。
肠道菌群的失衡往往会导致多种疾病的发生,例如肠道炎症、代谢性疾病等。
因此,对肠道菌群的研究成为了当前热门的研究课题。
为了深入了解肠道菌群的变化情况及其对宿主的影响,我们计划利用小鼠模型进行实验研究。
本实验旨在通过不同干预手段(抗生素、益生菌、饮食等)来探究肠道菌群的变化情况及其对宿主的影响,以期在深入了解肠道菌群的同时,也为相关疾病的预防和治疗提供一定的参考意义。
实验设计1. 实验动物本实验将采用C57BL/6小鼠作为实验动物,雄性和雌性小鼠各一半,年龄8-10周,体重20-25g。
小鼠将在动物实验中心的特定病原体自由环境中饲养,确保实验结果的准确性。
实验分组时需保证各组小鼠的年龄、性别和体重分布均匀。
2. 实验分组本实验将设计4个实验组和1个对照组,每组10只小鼠。
实验组分别为:- 抗生素组:小鼠饮用含抗生素的饮用水,用于模拟人体长期使用抗生素导致肠道菌群失衡的情况。
- 益生菌组:小鼠通过灌胃给予益生菌,用于探究益生菌对肠道菌群的影响。
- 饮食组:将小鼠分别饲养在高脂饮食和富含膳食纤维的饮食条件下,以模拟不同饮食对肠道菌群的影响。
- 对照组:小鼠饮用普通饮用水,饲养在标准饲料的条件下,作为对照组。
每个实验组的小鼠将在实验开始前进行无菌消毒处理,以确保实验结果的准确性。
药物对小鼠小肠炭末推进的影响实验结果(原创实用版)目录1.实验背景和目的2.实验方法和步骤3.实验结果分析4.结论正文1.实验背景和目的本实验旨在探究不同药物对小鼠小肠炭末推进的影响。
在医学研究中,了解药物对肠道运动的影响对于开发新型药物和治疗肠道疾病具有重要意义。
2.实验方法和步骤实验采用小鼠模型,分别给予不同药物组小鼠口服药物,同时设置对照组。
实验过程中,观察并记录小肠炭末的推进情况。
实验分为以下几个步骤:(1)实验动物选择和分组:选用健康成年小鼠,根据药物种类和剂量分为多个实验组和对照组。
(2)药物给予:按照实验设计,分别给予不同药物组小鼠口服药物,对照组给予生理盐水。
(3)小肠炭末推进实验:在实验过程中,通过测量小肠炭末的推进距离,了解药物对小肠炭末推进的影响。
(4)数据记录和处理:将实验数据进行统计和分析,绘制图表,以便于观察和比较不同药物组之间的差异。
3.实验结果分析根据实验数据和图表分析,不同药物对小鼠小肠炭末推进的影响如下:(1)药物 A 组:小肠炭末推进距离明显大于对照组,说明药物 A 对小鼠小肠炭末推进有显著促进作用。
(2)药物 B 组:小肠炭末推进距离与对照组相比无明显差异,说明药物 B 对小鼠小肠炭末推进无明显影响。
(3)药物 C 组:小肠炭末推进距离明显小于对照组,说明药物 C 对小鼠小肠炭末推进有显著抑制作用。
4.结论根据实验结果,不同药物对小鼠小肠炭末推进的影响不同。
药物 A 具有显著促进作用,药物 C 具有显著抑制作用,而药物 B 对小肠炭末推进无明显影响。
这些发现为进一步研究药物作用机制和开发新型药物提供了有益的参考。
微生物肠脑轴研究进展一、概览微生物与人类健康之间的关系已经引起了广泛的关注,特别是在肠道脑轴方面。
微生物肠脑轴研究取得了重要进展,揭示了肠道微生物群在调节大脑功能和行为中的作用。
本文将概述微生物肠脑轴的主要研究方向,包括微生物与神经元之间的相互作用,短链脂肪酸和炎症介质在肠脑轴中的作用以及在肠道疾病中的影响。
肠道神经元是机体重要的感觉器官和输入途径,它们能够感知肠道内的各种刺激并将信息传递至大脑。
肠道神经元上存在多种微生物相关的受体,例如GABA受体、5羟色胺受体等,这些受体能够被肠道微生物产生的代谢产物或代谢产物衍生物激活,从而调控神经元的功能。
微生物还可以通过分泌一些激素样物质或神经递质来影响神经元的活动。
短链脂肪酸是肠道微生物经发酵产生的主要代谢产物之一,具有多种生理功能。
短链脂肪酸能够通过血脑屏障进入大脑,并能以两种方式发挥作用:一种是作为信号分子参与调节免疫反应,另一种是通过抑制组蛋白去乙酰化酶活性调节基因表达。
短链脂肪酸还能够改变肠道菌群的结构并影响肠道炎症状态。
炎症介质如ILTNFa等也可通过肠脑轴影响神经系统的功能。
一些肠道疾病如炎症性肠病、肠道感染和肠道梗阻等,都会引起肠道菌群结构和功能的改变,进而影响肠脑轴的正常运行。
例如炎症性肠病患者常常伴有肠道炎症和全身性炎症反应,这些炎症介质可以通过肠脑轴引发神经元损伤和功能障碍。
另一些肠道疾病如肠道梗阻则会导致肠道运动和排泄功能异常,进而使得肠道微生物代谢产物和炎症介质在体内大量积聚,进一步加重肠道和脑部的炎症反应。
微生物肠脑轴是一个复杂而重要的系统,它涉及到多种生物学过程和生物学功能。
随着研究的深入和技术的发展,我们对肠道微生物和肠脑轴的理解将会越来越深入,并有望为多种肠道疾病的预防和治疗提供新的思路和方法。
1. 微生物与人类的共同起源在探讨微生物与人类的关系时,不可忽视的一个事实是两者在生命起源上的共通性。
从早期地球的生命形式到当今的人类,微生物始终伴随我们左右,成为生态系统和人类健康不可或缺的一部分。
肠道菌群领域研究进展(完整版)已有大量研究证实,肠道菌群与肥胖、糖尿病、高脂血症、高血压、心脑血管疾病、慢性肾病、神经系统疾病等相关,肠道菌群科学家们2019年在肠道微生物组研究领域取得了研究成果;【1】Nat Biotechnol:突破!科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群!近日,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究,从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型,这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究,相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。
本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型,同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法,比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。
人类机体中细菌大约占到了2%的体重,肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点,同时其对人类健康非常重要。
肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生,然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存,因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。
【2】Science:肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首药物本是用于治疗很多患者,但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。
在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组(gut microbiome)。
他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物,相关研究结果发表在Science期刊上。
研究者表示,如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献,那么我们能够决定给患者提供哪些药物,或者甚至改变肠道微生物组,这样患者具有更好的反应。
在这项新的研究中,研究人员研究了一种抗病毒药物,它的分解产物可引起严重的毒副反应,并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。
益生菌对溃疡性结肠炎小鼠肠粘膜保护作用及机制
的研究的开题报告
【摘要】
溃疡性结肠炎(UC)是一种炎症性肠道疾病,其主要特征是直肠和
结肠的连续性病变。
目前,UC的治疗仍然有许多挑战,并且与可能的不良反应紧密相关。
因此,开发安全、有效的替代品成为了一个热门研究
方向。
最近的一些研究表明,益生菌具有显著的抗炎和肠道保护作用,
因此我们拟通过小鼠UC模型研究不同种类益生菌的肠道保护作用以及分析其机制。
【研究内容】
1.建立小鼠UC模型:C57BL/6小鼠随机分为对照组和UC组,采用DSS方法诱导小鼠UC模型。
2.选择不同种类的益生菌进行实验:将小鼠随机分为四组,分别为:UC组、B. animalis组、L. plantarum组和B. bifidum组。
每组小鼠给予
相应药物,并进行观察。
3.分析互作机制:
(1)肠道黏膜形态学分析:通过HE染色观察肠道黏膜形态学变化,评估不同益生菌对肠道黏膜保护作用的差异。
(2)肠道炎症指标检测:利用ELISA法检测肠道炎症指标(例如TNF-α和IL-1β)的差异,以评估益生菌对UC小鼠的抗炎作用。
(3)肠道菌群结构及丰度检测:通过16S rRNA测序技术分析肠道菌
群结构及丰度的变化,探索不同种类益生菌对肠道菌群的调节作用。
【意义】
本研究旨在探究益生菌在治疗UC中的潜在作用及作用机制,为安全有效的替代品的开发提供理论依据。
同时,深入研究益生菌对肠道菌群的调节作用,将有助于进一步理解肠道微生物组与炎症性肠道疾病之间的关系。
Oct.2015,35(5) 实验动物与比较医学LaboratoryAnimal and Comparative Medicine 421 doi:10.3969/j.issn.1674-5817.2015.05.017
实验小鼠肠道微生物的研究现状
景亚星 ,白鹭z,高焕云z,郑振宇 ,: (1.河南农业大学生命科学学院,郑州450002;2.河南农业大学牧医工程学院,郑州450002)
[摘要]本文就影响实验小鼠肠道微生物菌群组成的因素以及无菌(GF)小鼠的肠道微生物研究 现状作了概述,为进一步了解和研究人类和动物肠道微生物提供依据。 [关键词]肠道微生物;现代生物技术;无菌(GF)小鼠
[中图分类号]Q95—33[文献标识码]A[文章编号]1674.5817(2015)05—0421—04
动物体内存在着种类繁多的微生物,胃肠道 中的微生物菌群是一个独特多变的生态系统,是现 已发现的生态系统中细胞密度最高的系统之一…。 定植于大肠和小肠的微生物对维持宿主功能具有重 要作用,包括宿主代谢产物的生成、食物中能量摄 取和免疫系统发育等。小鼠是目前应用最广泛、 被研究的最详细、品种最多的哺乳类实验动物,本 文旨在概述实验小鼠肠道微生物的相关研究现状。 肠道微生物研究概述 动物胃肠道微生物在动物健康、营养、免疫 等方面有举足轻重的作用。早在19世纪法国微生 物学家巴斯德就提出学说——正常菌群对宿主是有 益的,之后人们更加注重对动物胃肠道正常微生物 群的组成、定植规律及其与宿主关系的研究。 动物胃肠道微生物可以参与宿主多糖、脂类 和氨基酸等营养物质的代谢,与宿主形成一个相互 依赖的整体并和代谢疾病的发生有关[zI3]。正常情 况下动物肠道微生物菌群处于稳定的生态平衡状 态,从而保证机体肠道功能的正常发挥。另外, 有益菌群作为肠道内壁黏膜的特异性生物屏障,可 以抑制病原菌的增殖,使肠道微生物处于稳定平衡 状态。动物胃肠道微生物区系的稳定平衡是宿主动 [收稿日期]2014.12.30 [作者简介】景亚星(1989.),女,硕士研究生,主要从事动物遗 传工程方面的研究 E-mail:358 142889@qq.tom [通讯作者]郑振宇,男,教授,主要从事分子遗传学和动物遗 传工程方面的研究。E-mail:cbuniv@126.com 物保持良好的健康状况和发挥正常功能所必须的条 件。当菌群平衡遭到破坏时会导致病理的发生, 肠道菌群也会发生巨大变化从而导致茵群失调[4]。 因此,便捷高效的调控动物胃肠道微生物组 成、保持动物胃肠道微生物区系平衡以及维持动物 健康成为国际上的研究热点。 1.1肠道微生物的多样性研究 动物消化道存在着数目庞大且相对稳定的微生 物群落。菌群的多样性能够保证肠道微生物区系的 平衡,也提高了其适应多变环境的能力,微生物群落 能够维持胃肠道环境相对稳定并促进营养物质消化 吸收。现代分子生物学技术和生物信息学的快速发 展为微生物多样性的研究提供了新思路和新技术, 人们采用聚合酶链式反应技术和高通量测序技术分 离鉴定了大量的肠道厌氧微生物,完善了微生物的 种类和分类系统,也充分证明了肠道微生物的多样 性。现在己经比较成熟的技术有遗传指纹图谱技 术、宏基因序列分析、DNA杂交技术、指纹分 析技术等,这些技术对肠道微生物群体多样性的研 究和微生物群体动态的追踪研究有关键性的作用。 1.2肠道微生物功能研究 随着研究技术的进步和对肠道微生态重视程度 的增加,人们越来越多地了解肠道微生态菌群, 肠道正常的微生物群落是微生物与宿主在共同进化 过程中形成的、对宿主有益的群落,并且与宿主 的营养、免疫、代谢和毒性等方面密切相关[s-7]。 此外,肠道微生物可以促进肠道组织发育,其代 谢产生的短链脂肪酸为肠道上皮细胞提供所需营 养,加速上皮细胞的生长与分化。肠道内的双歧 422 实验动物与比较医学LaboratoryAnimal and Comparative Medicine 杆菌、梭菌、乳杆菌等微生物能合成多种蛋白质 和维生素,供宿主利用。肠道微生物还能够促进 宿主对亚油酸的吸收,促进胆固醇向类固醇方向的 转变【 】,Backhed等【 】利用无菌(GF)/J,鼠进行试验, 将正常小鼠的肠道细菌接种GF小鼠,于14 d后检 测,发现在饲喂量减少29%的情况下,体内脂肪 竞增加42%,表明肠道微生物可能与机体能量的贮 存有关。肠道微生物具有抵御病原微生物侵袭、 刺激机体免疫器官的成熟、激活免疫系统等作用, 不同种类和数量的正常微生物定植在胃肠道黏膜以 及分布在肠道内容物中,形成动态微生态平衡, 已有研究发现普通小鼠相对于GF小鼠和悉生小 鼠,脂多糖刺激脾脏来源的巨噬细胞产生IL一12的 作用明显增强,提示完整的肠道菌群是脾脏产生 IL.12的基础[10]。 2影响实验小鼠肠道微生物菌群的 因素 2.1饲粮成分对小鼠肠道菌群组成的影响 日粮是影响动物肠道菌群组成的最主要因素, 包括饲料类型、物理结构、营养组成以及抗生素 的使用等。动物对食物营养的吸收不仅与自身肠道 微生物的数量有关,还取决于肠道菌群的组成。 随着研究的深入,科学家已经意识到饮食能够显著 地改变微生物菌群的组成和丰度,饲喂不同能量的 饲料发现不同饲粮条件下肠道内的一些特定菌群与 动物的饲料转化率存在关联。陈杏云等[11,12】采用高 脂饮食建立肥胖菌群人源化(HFA)d'鼠模型,并证 实了高脂饮食明显改变HFA小鼠肠道菌群的结构, 主要表现为诱导肠道内有害菌生长繁殖。酸性条件 能够抑制大肠杆菌等有害菌的生长,却能促进乳酸 菌的繁殖,赵艳姣等[133通过给小鼠饲喂添加不同比 例的霉变饲料,观察到葡萄糖氧化酶(G0D)能减少 肠道大肠杆菌的数量,当添加GOD的量提高到 0.3%,乳酸菌数量得到提高。 2.2日龄对小鼠肠道菌群组成的影响 宿主的年龄差异影响肠道微生物的结构,肠 道菌群的丰度会随着宿主的生理变化而变化,有研 究报道[14,1 5],从幼年到成年肠道中硬壁菌门/拟杆 菌门的比例增加,而从成年到老年又逐渐减小, 据统计,真细菌属、拟杆菌属和瘤胃球菌属是在 成年肠道菌群中发现的主要微生物种类。新生小鼠 一般是无菌的或者菌体数量很少,随着年龄的增长, 小鼠肠道菌群的丰度开始增加。尹业师等fl6]通过聚 合酶链式反应和变性梯度凝胶电泳(PCR.DGGE)实 验显示,小鼠在成长过程中,DGGE的条带数由 7日龄的少数几条增至14条,13日龄的平均超过 20条、28目龄的平均超过30条、28和42日龄的 DGGE条带数基本一致,结果表明随着日龄的变 大,肠道菌群多样性增加并且稳定性增强。 2.3益生菌对小鼠肠道菌群组成的影响 有益微生物可以抑制其他有害菌在消化道内的 生长增殖,也可以维持机体正常的生理机制,被 认为是一类具有广阔开发和应用前景的抗生素替代 品。但是,有益微生物的数量会受多种因素的影 响,继而使病原菌不断繁殖,消化道菌群紊乱。 王友湘等["]对小鼠灌喂瑞士乳杆菌后显示,相关微 生物在肠道的定植有相应的调理过程,也说明益生 菌对小鼠肠道微生物区系有一定的调节作用。 研究显示『l8】,不同个体和性别问肠道微生物 也存在一定的差异,但是相对比较稳定:不同饲 养环境也可导致小鼠肠道菌群结构的差异,但是这 些影响因素较以上因素显得不太重要。 2.4菌群对小鼠的免疫系统的影响 近几十年来利用小鼠模型的研究表明[19】,微 生物菌群对免疫系统的发展和维护具有重要作用。 饮食的不规律以及抗生素的广泛使用,导致糖尿 病、哮喘病和过敏症发病率明显提高[20 3。因此, 利用这些动物模型来进行肠道微生物的研究十分重 要,前期的研究也证明了微生物菌群对调节免疫应 答的确具有很重要的作用【21]。 肠道益生菌能够活化巨噬细胞或淋巴细胞, 产生细胞因子,从而促进免疫细胞的增殖、分化 或增强免疫反应『22】。有研究报道[z,],肠道益生菌 能够直接影响宿主的免疫系统,诱发肠道免疫; 活化肠黏膜内相关淋巴组织,使分泌型免疫球蛋白 A生物合成增加,从而提高消化道黏膜的免疫功 能。Kim z ]在实验组用益生菌鲜奶酪灌喂小鼠, 结果显示在大肠和小肠中CD4+/CD8+T细胞数量比 率升高,说明益生菌可以促进淋巴细胞的增殖, 淋巴细胞在局部产生细胞因子,可以防御外来病菌 的侵袭。另外,Paturi掣:s]用乳杆菌灌喂小鼠,结 果显示小鼠小肠中分泌型免疫球蛋白A分泌增多, 实验动物与比较医学Laboratory Animal and Comparative Medicine 423 相关细胞因子的量也增多,表明乳杆菌能提高小鼠 免疫系统功能。肠道微生物组与肥胖的形成也有一 定关系,已引起广泛关注。Upadhyay 】研究显 示,体质量增加不仅需要增加热量摄入,而且需 要肠道微生物和免疫应答之问的调节和传递。 果小鼠体内形成肿瘤:而将大肠杆菌基因组中涉及 DNA损伤的区域除去后,大肠杆菌引发肿瘤的能 力大幅降低。表明肠道微生物紊乱扰乱了肠道生态 系统,使病原体能够入侵肠道,损害宿主细胞, 从而提高患结肠癌的风险。
3 GF小鼠与肠道微生物4小结 近年来,相继有研究报道[: .30]肠道正常菌群与 机体生理状态的维持关系紧密,但由于肠道菌群组 成和作用的复杂,其具体作用机理仍需要更深入的 探索研究:因此,需要一种理想的模型来研究肠道 菌群对宿主的作用及相关机制,而GF动物的出现 为进一步的研究提供了可能。 GF动物是指其体内不存在任何包括细菌、病 毒、真菌、原虫、支原体、衣原体、螺旋体、 立克次体在内的活的生命体的动物,这一动物模型 独特的生物学特性为研究和验证肠道微生态和宿主 正常生理及病理感染状态下的相互关系提供材料。 GF动物的免疫系统如淋巴系统、抗体形成系统等 均发育不良,当GF动物处于正常有菌条件下,其 各种生理指标都得到了不同程度的改善,表明正常 胃肠道微生物菌群在刺激机体免疫器官的分化发 育,增强机体免疫等方面具有重要作用。与SPF 级小鼠相比,GF小鼠体内的免疫球蛋白I gG、 IgA、IgM表达量显著下降,其免疫细胞的表达量 也较少,当重新定植菌群时,这些生理指标得到 逆转,表明肠道微生物对机体整个免疫系统的发育 和功能发挥都是十分重要的[31,32】。1945年,美国 Notre Dame大学Lobund实验室的Reynier等首次成 功培育出GF大鼠并随后成功繁殖和建群,证实了 动物可以在GF环境下生存。肠道内的菌种多具有 强大的消化多糖类物质的能力,Backhed等【,】在GF 小鼠体内灌注常规饲养小鼠的小肠末端的微生物 群,显示GF小鼠在14 d内体内脂肪含量增加了 60%。GF动物和完整的胃肠道微生物群系的普通 动物相比更易感染疾病,研究表明,给GF小鼠灌服 10个沙门氏菌就可致死,而正常小鼠则需要106个 同等细菌,因此动物胃肠道微生物群系对于维护动 物的健康具有重要作用。肠道微生物组与癌症的关 系近年受到关注,Arthur等[33]研究显示,大部分 结肠癌和肠易激综合征患者的体内均存在大肠杆菌 突变株。有研究将大肠杆菌突变株注入小鼠,结 随着现代生物技术的发展和科技的进步。以及 与传统微生物培养技术相结合的微生物非培养分子 生物技术的产生和应用。从传统的纯培养技术到非培 养微生物技术的发展为探讨肠道微生物的种类、多 样性,以及肠道微生物分子水平的研究提供了技术支 持,也为实验小鼠肠道微生物的深入研究提供了很好 的平台。最近几年,肠道菌群相关的研究急剧增 多,这些研究为探究肠道菌群和宿主健康的关系提 供了依据,但是关于实验小鼠肠道微生物的研究还 有待深入,研究不同环境条件下动物肠道微生物区 系变化规律、信号通路及相应的机制,进而通过改 变肠道微生物的组成和增加优势菌群量等措施来预 防和治疗某些肠道疾病将成为今后研究的热点。