研究发现母乳中的蛋白质慧通过影响肠道细菌的组成提高后代的免疫力

研究发现母乳中的蛋白质慧通过影响肠道细菌的组成提高后代的免疫力 研究人员发现,母乳中缺乏一种关键补体蛋白的哺乳小鼠所哺育的幼鼠,其肠道微生物种群与用标准小鼠母乳哺育的幼鼠不同,这使它们极易受到腐蚀柠檬酸杆菌( 一种感染小鼠肠道的细菌)的感染,这种细菌类似于某些类型的导致腹泻的大肠杆菌,后者可以感染人类,但不能感染小鼠。研究人员的实验表明,小鼠母乳中的补体成分能直接消灭某些类型的肠道细菌,从而促进小鼠婴儿的健康。这种对肠道微生物群的重塑使婴儿小鼠不易受腐蚀柠檬酸杆菌感染,从而保护幼鼠免受某些传染病的威胁。这种重塑活动并不依赖于抗体,这与人们通常认为的补体成分的作用方式截然不同。研究人员还在单独的体外分析中证实,人类母乳中含有这些补体成分,它们在靶向特定细菌方面表现出类似的活性。综上所述,这些发现揭示了母乳如何发挥保护作用,防止某些细菌感染的机制。这项研究发表在《细胞》杂志上。研究资深作者、彭博学院生物化学与分子生物学系教授、博士万凤仪(Fengyi Wan)说:"这些发现揭示了母乳补体蛋白在塑造后代肠道微生物组成和保护后代早期肠道免受细菌感染方面的关键作用。这代表着我们对母乳保护机制的认识有了重要的扩展"。该研究的第一作者是万研究小组的助理科学家、博士徐冬青。母乳喂养的益处与补充蛋白质母乳喂养有许多已知和潜在的益处。它能为婴儿提供极佳的营养,似乎还能预防某些短期或长期疾病。众所周知,母乳还能通过共享来自母体的抗体和白细胞来帮助预防常见感染。母乳中还含有补体蛋白,它们可以与抗体协同或"互补"攻击细菌。血液中的补体蛋白一直是研究的重点,而母乳中的补体蛋白却很少被研究,直到现在它们的作用还不清楚。在这项新研究中,万和他的团队使用了缺乏关键补体基因的工程小鼠。他们发现,这种雌性小鼠的乳汁会使几周大的幼鼠即使是补体基因正常的幼鼠极易感染腐蚀柠檬酸杆菌而引发结肠炎,而且往往是致命的。与此相反,食用正常、含有补体的牛奶的幼鼠只表现出轻微和短暂的肠道感染症状。研究小组发现,母乳补体蛋白的这种保护作用取决于其塑造婴儿肠道微生物群的能力。补体蛋白能杀死肠道中的某些细菌种类,这种对微生物的清除创造了一种整体肠道环境,在这种环境中,如果存在腐蚀柠檬酸杆菌,有害炎症的可能性就会大大降低。"肠道微生物群对健康非常重要,"万说。"母乳中的互补蛋白对婴儿发育早期建立'保护性'肠道微生物群、促进婴儿健康和抵御病原体有着至关重要的作用"。影响和未来方向这项研究似乎也标志着基础免疫学的进步。尽管已知血液中的补体蛋白能够直接破坏细菌细胞,但人们一直认为补体蛋白通常是在特异性免疫反应中与抗体合作发挥作用的。然而,万和他的研究小组发现,母乳中的补体对细菌的活性并不需要抗体,而是一种非特异性免疫反应。这为许多新的研究打开了大门,例如,阐明母乳中特定的补体生物学特性,并将其与血液中的补体生物学特性进行比较,以及评估补体在抗体依赖性特异性免疫系统之外的作用。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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科学家发现的伞状蛋白质能靶向杀死特定细菌 有望治疗耐药性感染 伞状抗菌毒素颗粒飘向细菌靶细胞并与之接触。这些毒素来自链霉菌,能有效抑制同属竞争物种的生长。资料来源:Angela Gao抗生素与细菌战具有讽刺意味的是,临床上使用的许多抗生素都直接来源于细菌在自然栖息地中用来对付对方的分子,或受到这些分子的启发。链丝菌用来对付竞争对手的化学武器是此类分子最丰富的来源之一。其中包括常见的广谱药物链霉素。这些新发现的抗菌毒素的不同之处在于,与链丝菌的小分子抗生素不同,伞状毒素是由多种蛋白质组成的大型复合物。与小分子抗生素相比,它们针对细菌的特异性也更强。《自然》论文的作者推测,伞状毒素的这些特性解释了为什么在对链丝菌产生的毒素进行长达 100 多年的研究中,这些毒素一直没有被发现。生物信息学和低温电子显微镜揭示新观点编码伞状毒素的基因最初是通过生物信息学搜索新的细菌毒素而发现的。在华盛顿大学医学院约瑟夫-穆格斯(Joseph Mougous)微生物实验室的赵琴琴领导的生化和遗传实验中,科学家们了解到这些毒素与其他蛋白质结合成一个大型复合体。这些蛋白质复合物的冷冻电子显微镜由 Young Park 在华盛顿大学医学院生物化学教授、霍华德-休斯医学研究所研究员 David Veesler 的实验室中完成。这些研究表明,秦琴分离出的毒素复合物具有与在西雅图发现的毒素复合物相称的醒目外观。它们看起来像雨伞。独特的结构和特异性华大医学院微生物学教授、霍华德-休斯医学研究员穆格斯指出:"这些微粒的形状非常奇特,在未来的工作中,了解它们不同寻常的形态如何帮助它们消灭目标细菌将是一件非常有趣的事情。"随后,科学家们试图确定这些毒素的靶标,他们筛选了这些毒素对所有生物的影响,从真菌到 140 种不同的细菌,包括研究作者德文-科尔曼(Devin Coleman)在加州大学伯克利分校和美国农业部农业研究服务处的实验室中从高粱植物中提取的一些细菌。.在这些潜在的对手中,这些毒素专门针对自己的同类:其他链丝菌。"我们认为,这种精湛的特异性可能是由于组成伞辐条的蛋白质各不相同。"研究报告的作者、穆格斯实验室的资深科学家布鲁克-彼得森(S. Brook Peterson)评论说:"这些蛋白质可能会吸附在竞争细菌表面的特定糖分上。"通过分析数千个公开的细菌基因组,研究报告的作者、圣路易斯大学的张大鹏(Dapeng Zhang)和他的研究生谭英俊(Youngjun Tan)发现,许多其他种类的细菌也有制造伞状颗粒毒素的基因。有趣的是,这些物种都形成了枝状菌丝,这在细菌中是一种不常见的生长模式。潜在的临床应用和更广泛的影响除了伞状毒素颗粒的基础生物学方面还有许多问题有待解答外,穆格斯和他的同事们对其潜在的临床应用也很感兴趣。他们怀疑导致肺结核和白喉的细菌可能对伞状毒素敏感。他们注意到这些细菌已经对传统抗生素产生了抗药性。科学家们认为,伞状毒素颗粒有可能制服这些严重的致病细菌,因此值得研究。编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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南洋理工大学研究人员发明人造"蠕虫肠道"吞噬塑料垃圾 南洋理工大学的科学家们用不同的塑料食物喂养蠕虫,并从它们的肠道中提取微生物组,将它们放在烧瓶中培养,形成人工"蠕虫肠道"。图片来源:新加坡国立大学南洋理工大学土木与环境工程学院(CEE)和新加坡环境生命科学工程中心(SCELSE)的研究人员通过用塑料喂养蠕虫并培养其内脏中的微生物,展示了一种加速塑料生物降解的新方法。先前的研究表明,面包虫 - 通常作为宠物食品出售、因其营养价值而被称为"超级蠕虫"的黑甲虫的幼虫能够以塑料为食而存活,因为其肠道中含有能够分解常见类型塑料的细菌。然而,由于进食和虫体维持的速度较慢,将它们用于塑料处理一直不切实际。现在,南洋理工大学的科学家们展示了一种克服这些挑战的方法,他们分离出蠕虫的肠道细菌,利用它们来完成这项工作,而无需大规模繁殖蠕虫。(左起)南洋理工大学研究团队成员包括研究员 Sakcham Bairoliya 博士、曹斌副教授和研究员 Liu Yinan 博士。资料来源:新加坡国立大学南洋理工大学电子工程学院副教授、南洋环境科学与工程学院首席研究员曹斌说:"一只蠕虫一生只能消耗几毫克的塑料,因此可以想象,如果我们要依靠它们来处理塑料垃圾,需要多少蠕虫。我们的方法将蠕虫从等式中剔除,从而消除了这种需求。我们的重点是提高蠕虫肠道中有用微生物的数量,并建立一个能够有效分解塑料的人工'蠕虫肠道'"。这项研究最近发表在《国际环境》杂志上,与南洋理工大学 2025 五年战略计划中促进创新并将研究成果转化为造福社会的实际解决方案的承诺相一致。开发人造蠕虫肠道为了开发他们的方法,南洋理工大学的科学家们给三组超级蠕虫喂食了不同的塑料食物高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)和聚苯乙烯(PS)为期 30 天。对照组喂食燕麦片。北大科学家之所以选择这些塑料,是因为它们是世界上最常见的塑料之一,用于食品盒和洗涤剂瓶等日常用品。高密度聚乙烯是一种以抗冲击性强、不易分解而著称的塑料。在这些蠕虫内脏中发现的细菌可以分解塑料。资料来源:南洋理工大学在给蠕虫喂食塑料后,科学家从它们的肠道中提取了微生物组,并将它们放在装有合成营养物和不同类型塑料的烧瓶中培养,形成了人工"蠕虫肠道"。在室温下,让微生物组在烧瓶中生长六周。增加塑料降解细菌科学家们发现,与对照组相比,装有喂食塑料的蠕虫肠道微生物群的烧瓶中,塑料降解菌显著增加。此外,与直接喂给蠕虫的塑料上的微生物相比,在烧瓶中塑料上定植的微生物群落更简单,更适合特定类型的塑料。当微生物群落更简单且针对特定类型的塑料时,在实际应用中就有可能更有效地降解塑料。该研究的第一作者、中欧和东欧环境与工程学院研究员刘一楠博士说:"我们的研究是首次成功尝试从喂食塑料的蠕虫肠道微生物组中培养塑料相关细菌群落。通过将肠道微生物组置于特定条件下,我们能够提高人工'蠕虫肠道'中塑料降解细菌的丰度,这表明我们的方法是稳定的,可以大规模复制。"研究人员说,他们的概念验证为开发利用蠕虫肠道微生物群处理塑料垃圾的生物技术方法奠定了基础。下一步,研究人员希望了解超级蠕虫肠道中的细菌如何在分子水平上分解塑料。了解这一机制将有助于科学家们在未来设计塑料降解细菌群落,从而高效地分解塑料。编译自:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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中大研究利用肠道微生物诊断自闭症灵敏度逾九成 香港中文大学医学院研究团队利用肠道微生物,开发精准工具诊断自闭症。研究团队利用非入侵性的测试工具,测试儿童粪便中的肠道微生物,灵敏度高达94%。检测后交给团队化验,一星期内就会有结果。 团队表示,在2021至2023年间,共招募约1600名1至13岁、分别患有自闭症及没有自闭症的儿童,透过收集研究对象的粪便样本,发现自闭症儿童的肠道微生态的发展较迟缓。 团队研发针对自闭症儿童的微生态配方,配方为粉状,可开水饮用。向30名自闭症儿童提供12星期的治疗。初步研究显示,感官敏感及焦虑症状分别舒缓15%及20%,没有不良反应,部分有腹痛的儿童亦得到舒缓。 中大医学院肠道微生物群研究中心主任陈家亮指出,肠道微生物的化学物质会影响大脑运作,肠道微生态失衡与自闭症有关,希望透过调节肠道微生态,有助父母管理孩子的日常情绪问题。 2024-07-11 12:44:00

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