nature

当前位置: Nature » 微生物学 » 正文

Sci Rep:上海交大赵立平教授教授团队发表肠道丁酸盐产生菌的生理功能研究成果

摘要 : 2016年6月6日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific reports》在线发表了上海交通大学微生物代谢国家重点实验室、生命科学技术学院赵立平教授团队张晨虹助理研究员和博士研究生张仟鹏的研究成果

 2016年6月6日,国际学术权威刊物自然出版集团旗下子刊《Scientific reports》在线发表了上海交通大学微生物代谢国家重点实验室、生命科学技术学院赵立平教授团队张晨虹助理研究员和博士研究生张仟鹏的研究成果“Accelerated dysbiosis of gut microbiota during aggravation of DSS-induced colitis by a butyrate-producing bacterium”。该研究发现一株分离自健康人肠道内的丁酸盐产生菌能够伴随肠道菌群结构的加速失衡加重实验动物的肠道炎症。博士研究生张仟鹏为论文第一作者,张晨虹助理研究员为论文通讯作者。

丁酸盐产生菌(Butyrate-producing bacteria,BPB)是人体肠道菌群中的重要功能类群,其产生的丁酸盐具有抗炎和免疫调节功能,对人体健康十分重要,有学者甚至认为BPB有望成为治疗或缓解炎症性肠病的新型益生菌。然而,生活在肠道内的BPB是严格厌氧菌,不容易分离培养,加上其种类多样,不同菌株之间的代谢类型可能存在巨大差异。因此,对BPB菌株的生理功能研究和安全性评估仍有待完善。

赵立平团队长期从事肠道菌群与人体健康关系的研究,积累发展了丰富的肠道厌氧菌的分离培养相关技术,并能够结合动物模型和微生物组的研究方法对重要菌株进行功能研究。在本研究中,研究团队从一位健康成年男性志愿者肠道样品中分离得到了一株典型的丁酸盐产生菌(Anaerostipes hadrusBPB5),其在体外能够发酵复杂碳水化合物产生丁酸和氢气。动物实验表明,正常小鼠接种BPB5后能够增加宿主肠道内丁酸的含量,BPB5表现出潜在的有益功能。然而,给DSS诱导的肠炎模型小鼠灌胃BPB5后,却显著加重小鼠的病情,增加了动物死亡率。利用高通量测序方法对实验过程中多个时间点小鼠的肠道菌群结构进行动态监测发现,在健康小鼠体内,BPB5的加入不会引起整体肠道菌群结构的显著变化,而在肠炎模型小鼠中,BPB5能够加速DSS引起的菌群失衡。网络分析结果表明,在肠炎模型中,BPB5与一种肠道粘液降解菌以及多种内毒素产生菌呈正相关关系,这几种菌的丰度在BPB5存在时提前3-5天升高到疾病状态的丰度水平,加速了菌群结构的失衡从而导致了小鼠病情的恶化。

该研究表明,对健康个体有益的菌被接种到具有因疾病而受到破坏的肠道菌群的个体肠道内后,可能对宿主的健康造成严重后果,且这种坏的作用跟菌株与宿主菌群的相互作用密切相关。研究结果不仅再次证明了肠道菌群在肠炎发展过程中的重要作用,更提醒我们在给IBD病人服用丁酸盐产生菌之前需要进行严格的安全性评估。同时,益生菌的安全性评估需要用肠道菌群失调的动物模型进行。

原文链接:

Accelerated dysbiosis of gut microbiota during aggravation of DSS-induced colitis by a butyrate-producing bacterium

原文摘要:

Butyrate-producing bacteria (BPB) are potential probiotic candidates for inflammatory bowel diseases as they are often depleted in the diseased gut microbiota. However, here we found that augmentation of a human-derived butyrate-producing strain, Anaerostipes hadrus BPB5, significantly aggravated colitis in dextran sulphate sodium (DSS)-treated mice while exerted no detrimental effect in healthy mice. We explored how the interaction between BPB5 and gut microbiota may contribute to this differential impact on the hosts. Butyrate production and severity of colitis were assessed in both healthy and DSS-treated mice, and gut microbiota structural changes were analysed using high-throughput sequencing. BPB5-inoculated healthy mice showed no signs of colitis, but increased butyrate content in the gut. In DSS-treated mice, BPB5 augmentation did not increase butyrate content, but induced significantly more severe disease activity index and much higher mortality. BPB5 didn’t induce significant changes of gut microbiota in healthy hosts, but expedited the structural shifts 3 days earlier toward the disease phase in BPB5-augmented than DSS-treated animals. The differential response of gut microbiota in healthy and DSS-treated mice to the same potentially beneficial bacterium with drastically different health consequences suggest that animals with dysbiotic gut microbiota should also be employed for the safety assessment of probiotic candidates.

来源: Scientific Reports 浏览次数:0

热门文章TOP

RSS订阅 - 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容: - 网站地图
网站联系电话:020-87540820 备案号:粤ICP备11050685号-8 增值电信业务经营许可证:粤B2-20120479
©2011-2015 生物帮 All rights reserved.