有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法

有关肠道微生物组的新发现可能带来新的戒毒疗法维克森林大学医学院的研究人员利用肠道微生物组调节大脑功能的能力及其在抑郁症、焦虑症和自闭症等神经精神疾病中作用的现有科学知识作为研究基础。他们另辟蹊径，研究微生物组是否以及如何影响可卡因的使用和戒断渴望。该研究的通讯作者德鲁-基拉利（DrewKiraly）说："对于有可卡因使用障碍病史的患者来说，复吸的风险很大，目前还没有有效的药物治疗方法来降低这种风险。因此，我们的研究考察了肠道微生物组如何随着时间的推移影响药物寻求。"首先，研究人员给大鼠注射抗生素，以消耗动物微生物群中的"好"细菌。然后训练大鼠自我服用可卡因。接下来，研究人员考察了有益肠道细菌的减少是否会影响老鼠戒毒后的可卡因觅药行为。最后，研究人员给大鼠注射了短链脂肪酸（SFCAs），以逆转抗生素治疗的效果，看看它对大鼠觅可卡因的行为有什么影响。短链脂肪酸由有益的肠道细菌产生，对大脑健康非常重要。研究人员发现，与对照组相比，微生物群耗竭的大鼠吸食更多的可卡因，并且在戒断一段时间后更努力地寻找毒品，他们说，这表明肠道微生物群影响了可卡因的奖励效应。除了行为上的变化，研究人员还发现，微生物群耗竭显著改变了大脑奖赏和快感系统的一部分--伏隔核的神经生物学标记。重要的是，他们发现微生物群耗竭造成的行为和生物影响可以通过施用SCFA逆转。研究人员说，他们的发现为今后研究特定微生物组成如何驱动药物寻求和其他动机相关行为奠定了基础："综合来看，这些发现证明了微生物组及其代谢物在药物摄取和寻求中的作用，为今后在这一领域开展转化工作奠定了基础。最终，这些微生物信号通路有可能作为生物标志物或药物使用障碍患者的治疗方法进行探索。"这项研究发表在《神经精神药理学》（Neuropsychopharmacology）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375001.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1375001.htm

研究发现纳米材料氧化石墨烯可通过肠道微生物组影响免疫系统

研究发现纳米材料氧化石墨烯可通过肠道微生物组影响免疫系统"该论文的通讯作者、瑞典卡罗林斯卡学院环境医学研究所教授BengtFadeel说："这表明我们必须将肠道微生物组纳入我们对纳米材料如何影响免疫系统的理解。研究结果对于确定纳米材料的潜在不利影响以及在新材料中减轻或防止这种影响非常重要。"石墨烯是一种极薄的材料，比人的头发还要薄一百万倍。它由单层碳原子组成，比钢铁更坚固，但又有弹性、透明和导电性。这使得它在众多的应用中极为有用，包括在配备有可穿戴电子设备的"智能"纺织品中，以及作为复合材料的组成部分，以增强现有材料的强度和导电性。随着石墨烯基纳米材料使用的增加，需要研究这些新材料如何影响身体。人们已经知道纳米材料会对免疫系统产生影响，近年来的一些研究表明，它们也会影响肠道微生物组，即胃肠道中自然存在的细菌。纳米材料、肠道微生物组和免疫力之间的关系是本研究使用斑马鱼进行的主题。被调查的纳米材料是氧化石墨烯，它可以被描述为石墨烯的一个相对物，由碳原子和氧原子组成。与石墨烯不同，氧化石墨烯可溶于水，是医学研究的兴趣所在，例如，作为在体内输送药物的一种手段。在这项研究中，研究人员让成年斑马鱼通过水接触氧化石墨烯，并分析了它如何影响微生物组的组成。他们既使用了正常的鱼，也使用了在其肠道细胞中缺乏一种叫做芳烃受体（通常缩写为AhR）的受体分子的鱼，这是一种对各种内源性和细菌性代谢物的受体。"我们能够表明，当我们将鱼暴露在氧化石墨烯中时，肠道微生物组的组成发生了变化，即使是低剂量，AhR也会影响肠道微生物组，"该研究的第一作者、卡罗林斯卡学院环境医学研究所的博士后研究员彭国涛说。研究人员还生成了完全缺乏天然肠道微生物组的斑马鱼幼体，这使得研究个别微生物组成分的影响成为可能，在这种情况下，丁酸（一种脂肪酸），它由某些类型的肠道细菌分泌。众所周知，丁酸能够与AhR结合。这样做，研究人员发现，氧化石墨烯和丁酸的组合在鱼体内产生了所谓的2型免疫力。结果发现，这种效果取决于肠道细胞中AhR的表达。"这种类型的免疫力通常被视为对寄生虫感染的一种反应。"彭国涛说："我们的解释是，肠道免疫反应可以以类似于处理寄生虫的方式处理氧化石墨烯。"使用一种先进的免疫细胞绘图方法，研究人员还能够表明，在斑马鱼幼虫中发现了一种叫做先天淋巴细胞的免疫系统组成部分。这表明斑马鱼是研究免疫系统的一个良好模型，包括原始或先天免疫系统。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336795.htm

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作

复杂的微生物大都会：微生物学家揭示细菌的跨代团队合作当细菌建立群落时，它们会进行跨代合作并共享养分。巴塞尔大学的研究人员利用一种新开发的方法首次成功地证明了这一点。这项创新技术能够跟踪细菌群落在不同时间和空间发展过程中的基因表达。在自然界中，细菌通常生活在群落中。它们集体定植于我们的肠道，也被称为肠道微生物群，或形成生物膜，如牙菌斑。群落生活给单个细菌带来了许多好处，例如增强了对恶劣环境条件的适应能力、向新领地扩张以及从共享资源中获得共同优势。细菌群落的发展是一个非常复杂的过程，在这个过程中，细菌会形成错综复杂的三维结构。在11月16日发表在《自然-微生物学》（NatureMicrobiology）杂志上的最新研究中，巴塞尔大学生物中心的克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授领导的研究小组详细研究了细菌群落的发展过程。他们在方法上取得了突破性进展，能够同时测量基因表达，并对微生物群落中单个细胞在空间和时间上的行为进行成像。琼脂板上的枯草杆菌群(彩色图像）图片来源：巴塞尔大学生物中心"我们使用枯草杆菌作为模式生物。这种无处不在的细菌也存在于我们的肠道菌群中。"研究负责人克努特-德雷舍尔（KnutDrescher）教授解释说："我们发现，这些生活在群落中的细菌会进行跨代合作和互动。前几代人为后几代人沉积代谢物"。他们还在细菌群中发现了不同的亚群，它们产生和消耗不同的代谢物。一个亚群分泌的一些代谢物会成为后来出现的其他亚群的食物。研究人员将最先进的自适应显微镜、基因表达分析、代谢物分析和机器人采样结合在一起。利用这种创新方法，研究人员能够在精确定位的地点和特定时间同时检测基因表达和细菌行为，并识别细菌分泌的代谢物。因此，细菌群可分为三个主要区域：菌群前沿、中间区域和菌群中心。不过，这三个区域呈现出渐变的特点。"根据区域的不同，细菌的外观、特征和行为也各不相同。边缘的细菌大多是运动的，而中心的细菌则形成非运动的长线，从而形成三维生物膜。"第一作者汉娜-杰克尔（HannahJeckel）解释说："原因之一是空间和资源的可用性不同。"具有独特行为的细菌的空间分布使群落能够扩展，同时也能隐藏在保护性生物膜中。这一过程似乎是细菌群落的普遍策略，对它们的生存至关重要。"这项研究说明了细菌群落的复杂性和动态性，揭示了单个细菌之间有利于群落的合作互动。因此，空间和时间效应在微生物群落的发展和建立中起着核心作用。这项工作的一个里程碑是开发了一种开创性的技术，使研究人员能够以前所未有的分辨率获取多细胞过程的全面时空数据。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401329.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401329.htm

研究发现肠道微生物组可能是调节体温的一个因素

研究发现肠道微生物组可能是调节体温的一个因素这项研究揭示了肠道微生物组在调节体温方面被忽视的作用，这可能是在过去一个半世纪观察到的平均基础体温下降的原因。这项研究由密歇根大学医学院医学博士罗伯特-迪克森领导的研究小组进行，利用入院的败血症患者的健康记录，对小鼠进行实验，调查肠道细菌组成、温度变化和健康结果之间的关系。败血症是身体对威胁生命的感染的反应，可导致体温的急剧变化，其轨迹与死亡率有关。医疗实践表明，住院的败血症患者在体温反应方面有很大的差异，这种差异可以预测他们的生存机会。该研究的主要作者、内科医学系的临床讲师KaleBongers博士说："体温是一个重要的标志，这是有原因的。它既容易测量，又能告诉我们关于身体炎症和代谢状态的重要信息"。然而，这种温度变化的原因，无论是在败血症中还是在健康状况下，都一直是未知的。Dickson说："我们知道温度反应在败血症中很重要，因为它强烈地预示着谁能活下去和谁会死去。但我们不知道是什么驱动了这种变异，以及是否可以修改它以帮助病人。"为了尝试了解这种变异的原因，该团队分析了116名入院患者的直肠拭子。患者的肠道微生物群差异很大，证实了这是变异的一个潜在来源。"可以说，我们的病人在其微生物群中的变异比他们自己的遗传学中的变异更多，"Bongers说。"任何两个病人在他们自己的基因组中都有99%以上的相同之处，而他们的肠道细菌可能有字面上0%的重叠。"作者发现，肠道细菌的这种变化与病人在医院时的体温轨迹相关。特别是，来自厚壁菌门的常见细菌与发烧反应的增加关系最为密切。这些细菌是常见的，在不同的病人中是不同的，而且已知它们会产生重要的代谢物，进入血液并影响身体的免疫反应和代谢。为了在受控条件下确认这些发现，该团队使用了小鼠模型，将正常小鼠与缺乏微生物组的基因相同的小鼠进行比较。实验性败血症引起了常规小鼠体温的剧烈变化，但对无菌小鼠的温度反应的影响却很微弱。在有微生物组的小鼠中，温度反应的变化与在人类中发现的同一细菌家族（Lachnospiraceae）密切相关。Dickson说："我们发现，同一种肠道细菌在我们的人类受试者和实验室小鼠中都能解释温度变化。这让我们对我们的发现的有效性充满信心，并给我们提供了一个了解这一发现背后的生物学的目标。"即使在健康状态下，没有微生物组的小鼠的基础体温也比常规小鼠低。用抗生素治疗正常小鼠也会降低其体温。该研究强调了肠道微生物组在体温中的一个未被重视的作用，并且可以解释过去150年中基础体温的降低。"虽然我们肯定没有证明微生物组的变化解释了人类体温的下降，但我们认为这是一个合理的假设，"Bongers说。"在过去的150年里，人类的遗传学没有发生有意义的变化，但是饮食、卫生和抗生素的变化对我们的肠道细菌产生了深刻的影响"。研究人员认为需要进一步研究以了解针对微生物组调节体温是否有助于改变败血症患者的结果。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1346379.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1346379.htm

研究：一些人工甜味剂会改变微生物组和血糖

研究：一些人工甜味剂会改变微生物组和血糖一项新研究调查了四种常见的人工甜味剂对人类的肠道微生物组的影响。研究结果显示，这些甜味剂不仅能导致肠道细菌组成的明显变化而且还能改变一个人的葡萄糖耐量和血糖水平。资料图人工甜味剂也被称为非营养性甜味剂已经存在了近150年。如糖精在1879年被约翰霍普金斯大学的一位化学家意外发现后作为糖的替代品已经使用了一个多世纪。这些化学品通常被认为是惰性的，除了在吃东西时在我们口中模拟出糖的冲击之外并没有广泛的代谢作用。但近年来，科学家们已经开始怀疑这些人工甜味剂可能以各种方式影响我们的健康--从增加癌症风险到使人更容易发胖。在过去10年时间里，出现了大量专门研究人工甜味剂对肠道微生物组的影响的研究，但关键是，这种研究的绝大部分只在动物身上进行。因此，这些化学品如何影响人类的微生物组仍然非常不清楚，而且迄今为止进行的少数研究已经提供了相对不和谐的结果。现在这项新研究通过招募120名最近没有食用任何种类的人工甜味剂的志愿者来填补知识上的空白。由于人工甜味剂在各种食品中都非常普遍，研究人员在找到他们的小队列之前不得不筛选了超1000名对象。该小组被随机分成六组：四组人工甜味剂组（测试阿斯巴甜、糖精、甜菊或三氯蔗糖）和两组对照组（一组测试葡萄糖，另一组没有干预）。在两周的时间里，每个参与者都用他们所分配的甜味剂的小袋来补充他们的膳食。研究人员在干预前、干预中和干预后都采集了粪便样本，另外还进行了血液和葡萄糖耐量测试。这项研究的论文第一作者EranElinav解说称：“在食用非营养性甜味剂的受试者中，我们可以确定肠道微生物的组成和功能及它们分泌到外周血中的分子发生了非常明显的变化。这似乎表明，人体中的肠道微生物对这些甜味剂中的每一种都有相当的反应。当我们把非营养性甜味剂的消费者作为群体进行研究时，我们发现其中两种非营养性甜味剂即糖精和三氯蔗糖，对健康成年人的葡萄糖耐受性有很大影响。有趣的是，微生物的变化与人们的血糖反应中注意到的改变高度相关。”为了研究微生物组的变化是否直接导致葡萄糖耐量的改变，研究人员从人类志愿者身上提取了微生物组样本并将其移植到没有肠道细菌的小鼠身上。Elinav指出，对动物的影响是惊人的，改变的人类微生物组直接影响了动物的血糖反应。Elinav说道：“在所有的非营养性甜味剂组中，但在所有的对照组中，当我们把在食用相应的非营养性甜味剂的时间点上收集的最高反应者的微生物组转移到这些无菌小鼠体内时，受体小鼠出现了血糖改变并非常明显地反映了捐赠者的改变。相反，底层反应者的微生物组大多不能引起这种血糖反应。”那么这些发现对于偶尔食用人工甜味剂的普通人来说意味着什么？来自巴塞罗那Valld'Hebron大学医院的消化健康研究员FranciscoGuarner表示意义不大。Guarner没有参与这项新的研究，他称队列太小，无法得出任何结论，而且结果非常广泛...PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1307163.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1307163.htm

细菌战甲：青蛙疫苗如何改变微生物组以对抗致命真菌

细菌战甲：青蛙疫苗如何改变微生物组以对抗致命真菌该研究于6月12日发表在皇家学会哲学会刊B的特刊上，表明微生物组反应可能是疫苗功效中一个重要的、被忽视的部分。“构成动物微生物组的微生物通常可以帮助抵御病原体，例如通过产生有益物质或通过与病原体竞争空间或营养物质，”宾夕法尼亚州立大学生物学副教授兼研究负责人GuiBecker说。“但是当你接种疫苗时，你的微生物组会发生什么变化，比如COVID疫苗、流感疫苗或黄热病疫苗等减毒活疫苗？在这项研究中，我们以青蛙作为模型系统开始探索这个问题。”青蛙和其他两栖动物受到壶菌的威胁，这导致几大洲的一些物种灭绝，数百种其他物种的种群数量严重下降。在易感物种中，这种真菌会导致有时致命的皮肤病。“壶菌是近代历史上野生动物保护最严重的病原体之一，如果不是最严重的话，迫切需要开发控制其传播的工具，”贝克尔说，他也是OneHealth微生物组中心和宾夕法尼亚州立大学传染病动力学中心的成员。“我们发现，在某些情况下，疫苗可以诱导微生物组发生保护性转变，这表明仔细操纵微生物组可以作为更广泛战略的一部分，帮助两栖动物，或许还有其他脊椎动物，应对新出现的病原体。”研究人员应用了一种疫苗，在这种情况下，一种由壶菌产生的代谢产物的非致死剂量用于蝌蚪。五周后，他们观察了微生物组的组成是如何变化的，确定了单个细菌种类及其相对比例。研究人员还在实验室中培养了每种细菌，并测试了特定于细菌的产品是否促进、抑制或对壶菌生长没有影响，将结果添加到该信息的大型数据库中并与之进行比较。“增加接触壶菌产品的浓度和持续时间会显着改变微生物组的组成，从而产生更高比例的细菌产生抗壶菌物质，”大学贝克尔实验室的硕士生SamanthaSiomko说。阿拉巴马州的研究人员和论文的第一作者。“这种保护性转变表明，如果一只动物再次接触到相同的真菌，它的微生物组将能够更好地对抗病原体。”以前在微生物组中诱导保护性变化的尝试依赖于添加一种或多种已知可产生有效抗真菌代谢物（即益生菌）的细菌。然而，根据研究人员的说法，细菌必须与微生物组中的其他物种竞争，并且并不总是能够成功地将自己确立为微生物组的永久成员。贝克尔说：“这些青蛙的皮肤上有数百种细菌，它们是从环境中吸收的，而且成分会定期变化，包括随季节变化。试图操纵微生物社区，例如通过添加细菌益生菌，是具有挑战性的，因为社区的动态是如此复杂和不可预测。我们的结果很有希望，因为我们基本上已经朝着更有效地对抗真菌病原体的方向操纵了整个细菌群落，而无需添加需要竞争资源才能生存的生物。”值得注意的是，微生物组内的物种总数多样性没有受到影响，只有物种的组成和相对比例受到影响。研究人员认为这是积极的，因为青蛙微生物组多样性的下降通常会导致疾病或死亡，而且人们普遍认为，维持多样化的微生物组可以让细菌和微生物物种群落更动态地应对威胁更高的功能冗余。研究人员表示，微生物组组成的这种适应性转变，他们称之为“微生物组记忆”，可能在疫苗功效中发挥重要作用。除了了解这种转变背后的机制外，研究小组还希望在未来研究成年青蛙和其他脊椎动物的微生物组记忆概念。“我们的合作团队实施了一种预防技术，该技术依赖于来自壶菌的代谢产物，”贝克尔说。“基于mRNA或活细胞的疫苗——就像那些通常用于预防细菌或病毒感染的疫苗——可能会对微生物组产生不同的影响，我们很高兴探索这种可能性。”...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1364805.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1364805.htm