新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步

新研究向抗病微生物组疗法迈出重要一步现在，哈德逊医学研究所（HudsonInstituteofMedicalResearch）与美国系统生物学研究所（InstituteforSystemsBiology）和澳大利亚莫纳什大学（MonashUniversity）的科学家合作开展的新研究发现了一种方法，可以确定肠道中哪些物种最重要，以及它们之间的相互作用如何影响微生物组和更广泛生物学的健康，并为治疗炎症性肠病、感染、自身免疫性疾病和癌症等一系列健康问题的新进展铺平了道路。哈德逊研究所副教授塞缪尔-福斯特（SamuelForster）说："健康的肠道中大约有1000种不同的细菌--这是一个微观的多元文化社区，拥有超过一万亿的个体成员。我们微生物群落中的细菌以群落的形式存在，它们相互依赖，相互产生和分享关键的营养物质"。研究人员表示，通过研究复杂微生物群的计算模型，他们不仅可以了解微生物的构成和相互作用，还可以了解它们如何影响周围的身体。福斯特说："我们开发了一种新的计算方法来了解这些依赖关系及其在塑造我们的微生物群方面的作用。这种新方法解开了我们对肠道微生物群的理解，为选择性重塑微生物群落的新治疗方案奠定了基础。"克罗恩病就是一个例子，研究小组证实它与微生物群中的硫化氢有关。研究人员发现，与之前的研究相反，该病是由于使用硫化氢的细菌减少而引发的，而不是产生硫化氢的物种增加。福斯特和他的团队与总部位于阿德莱德的生物技术公司BiomeBank有着长期的合作关系，该公司正在研究通过恢复肠道微生物生态来治疗和预防疾病的新方法。通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，这些对群落结构的深入了解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。使用计算方法研究微生物群落可能是了解如何针对群落中的复杂关系采取意义深远的健康干预措施的关键一步。"这是开发复杂微生物疗法的重要一步，"领衔作者瓦内萨-马塞利诺（VanessaMarcelino）说。"这种方法使我们能够识别和排列细菌之间的关键相互作用，并利用这些知识预测改变群体的有针对性的方法"。该团队目前正与生物技术公司BiomeBank合作，以便将他们的发现付诸实践，找到利用肠道微生物群生态学治疗和预防疾病的新方法。福斯特说："通过哈德逊医学研究所与BiomeBank的合作，我们对群落结构的这些见解将为合理选择微生物组合进行有针对性的干预提供机会。"该研究发表在《自然通讯》（NatureCommunications）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391753.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391753.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

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

蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照

蜜蜂蜂巢底部的碎片可以提供城市微生物组的快照与我们的内脏充满了微生物一样，城市也有小型生物组，是在环境中生长的各种类型的小生物的组合。而且，就像分析我们内脏中的微生物组可以揭示关于我们身体状况的重要细节一样，对城市的小生灵做同样的事情可以揭示关于什么样的真菌、细菌和其他小生命形式与人类城市居民一起生活的数据。虽然有可能使用人类研究人员来收集一个城市的微生物组数据，但这种实地研究可能是昂贵的，劳动密集型的，而且费时。因此，来自纽约大学、麻省理工学院、普拉特学院和威尔康奈尔医学院的研究人员决定寻求一种昆虫的帮助，这种昆虫每天都会在世界各地的城市中飞驰：蜜蜂。由于蜜蜂每天可以在离其蜂巢两英里（3公里）的范围内觅食，研究人员认为它们可以成为人类现场研究人员的优秀替身。当蜜蜂从它们在城市街道上辛勤劳作的日子回来时，它们会在蜂巢的底部沉积细小的碎屑。通过分析这些碎片，研究人员发现了一些有趣的细节。在一项使用纽约布鲁克林区三个屋顶蜂巢的试点研究中，研究人员采取了蜂巢拭子，并检查了蜂蜜、蜂体和蜂巢碎片，以找出哪一个将提供最丰富的数据来源。碎片提供了最丰富的数据集，因此下一步是分析来自世界各地蜂巢的碎片。研究小组发现，他们研究的每个城市都在蜂巢碎片中发现了不同的基因特征。例如，在悉尼，样本显示了来自橡胶降解细菌的遗传物质，而墨尔本则更绿色，大量来自桉树的遗传物质出现在蜂巢的底部。对威尼斯的蜂巢的分析显示，来自与腐木和枣树有关的真菌的DNA在碎片中占主导地位。对东京蜂巢的分析不仅发现了用于发酵酱油的酵母的DNA，而且还发现了猫立克次体的存在，这是一种从猫身上传播给人类的病原体，引起一种通常被称为猫抓热的疾病。这一发现使研究小组相信，利用蜜蜂跟踪城市环境可能有希望成为追踪人类疾病传播的一种方式，尽管他们说目前的发现过于初步，无法就此得出明确的结论。"最让我们惊讶的是，蜜蜂不仅从它们接触的植物中收集微生物信息，而且还从它们穿越的微生物云中收集与其他环境或生物有关的信息，"纽约大学的ElizabethHénaff说，她是这项研究的主要作者。"这项研究对于理解如何设计我们的建筑环境以承载多物种城市具有意义。"对蜂巢碎片的额外分析也提供了关于可能影响蜜蜂健康的微生物的信息。在一些蜂巢中，科学家们发现了几种微生物，它们的存在表明蜂巢是健康的，但在另一些蜂巢中，他们发现了表明相反情况的病原体，这表明蜜蜂碎片分析可能是衡量蜂巢状态的一个好方法。这项研究已经发表在《环境微生物组》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352067.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1352067.htm

科学家利用废矿作为实验室 绘制广阔的地表下微生物世界地图

科学家利用废矿作为实验室绘制广阔的地表下微生物世界地图MagdalenaOsburn教授在八月份的一次现场考察中取出一个样本。图片来源：桑福德地下研究设施研究人员总共描述了近600个微生物基因组的特征，其中一些是科学界的新发现。在这批微生物中，领导这项研究的西北大学地球科学家马格达莱纳-奥斯本（MagdalenaOsburn）说，大多数微生物可分为两类：它们是"极简主义者"和"极致主义者"。"极简主义者"简化了它们的生活，每天都吃同样的东西；而"极致主义者"则随时准备贪婪地攫取任何可能出现的资源。这项研究最近发表在《环境微生物学》杂志上。桑福德地下研究设施的前金矿外景。资料来源：桑福德地下研究设施这项新研究不仅扩展了我们对生活在地下深处的微生物的了解，还暗示了我们有一天可能在火星上发现的潜在生命。由于微生物依靠岩石和水内的资源生存，而这些资源与地表是物理分离的，因此这些生物也有可能在火星尘土飞扬的红色深处生存。西北大学温伯格艺术与科学学院地球与行星科学副教授奥斯本说："地表下的深层生物圈是巨大的；这是一个广阔的空间。我们利用矿井作为进入生物圈的通道，无论如何接近生物圈都很困难。这项研究的强大之处在于，我们最终获得了大量基因组，其中许多来自研究不足的群体。通过这些DNA，我们可以了解哪些生物生活在地下，并了解它们可能在做什么。这些生物通常无法在实验室中生长，也无法在更传统的环境中进行研究。它们通常被称为'微生物暗物质'，因为我们对它们知之甚少。"进入地壳的入口在过去的10年中，奥斯本和她的学生们定期前往位于南达科他州利德市的前霍姆斯泰克矿山（HomestakeMine），收集地球化学和微生物样本。现在，这个地下深处的实验室被称为桑福德地下研究设施（SURF），主持了一系列跨学科的研究实验。2015年，奥斯本在整个SURF建立了六个实验点，统称为"深矿微生物观测站"。"矿井现在是一个专门用于地下科学的设施，"奥斯本说。"研究人员主要进行高能粒子物理实验。但他们也让我们研究生活在岩石中的深层生物圈。我们可以在一个受控的专用场所进行实验，并在几个月后对其进行检查，这在活跃的矿井中是做不到的。"通过在矿井内的岩石上钻孔，奥斯本和她的团队可以捕捉到由水和溶解气体组成的断裂流体。其中一些流体的历史可长达1万年，其中蕴藏着大量微生物生命，而这些微生物生命在其他情况下都是与世隔绝、被忽视的。在这项新研究中，奥斯本和她的团队收集了8份流体样本，这些样本采集于整个矿井的不同位置，深度从地表一直到约1.5千米深处。这些样本提供了一个窗口，让人们了解微生物生命随深度变化的梯度。"极简主义者"和"极致主义者"回到奥斯本在西北大学的实验室后，她和她的团队对样本中的微生物DNA进行了测序。在近600个基因组中，微生物代表了50个不同的门和18个候选门。在这个多样化的微生物群落中，奥斯本发现，在某些时候，每个品系都会趋向于一种决定生命的轨迹：成为极简主义者或极致主义者。奥斯本说："我们发现，许多微生物要么是极简主义者：超流线型，只有一项工作做得非常好，与合作者紧密团结；要么就是什么都能做一点。这些"极致主义者"随时准备好利用出现的每一种资源。如果有机会制造一些能量或转化生物分子，它就会做好准备。通过观察它的基因组，我们可以知道它有很多选择。如果营养物质匮乏，它可以自己制造。"玛格达莱纳-奥斯本教授收集由水和溶解气体组成的断裂流体。图片来源：桑福德地下研究设施奥斯本解释说，极简主义者通常与朋友共享资源，这些朋友也有专门的工作："其中一些菌系甚至没有制造自身脂质的基因，这让我大吃一惊。没有脂质怎么能制造细胞呢？这就有点像人类无法制造每一种氨基酸，所以我们吃蛋白质来获得我们自己无法制造的氨基酸。但这是更极端的情况。极简主义者是极端的专家，他们齐心协力，使其发挥作用。这是一种共享，没有重复劳动"。对地球和地球以外的启示奥斯本说，当我们想象地球以外的生命时，这些地下微生物可能会为其他地方可能存在的生命提供线索。她说："当我看到微生物生命的证据时，我真的很兴奋，它们在没有我们、没有植物、没有氧气、没有地表大气的情况下做着自己的事情。这些生命很可能就存在于火星深处或冰冷卫星的海洋中。这些生命形式告诉我们太阳系其他地方可能存在什么。而且，它们对我们自己的星球也有影响。例如，随着工业界寻找长期碳储存的地点，许多公司正在探索将二氧化碳注入地下深处的可能性。"在我们探索这些方案时，奥斯本提醒我们不要忘记微生物。她说："我们需要认识到深层地下的生命，以及人类活动（如采矿和碳储存）可能对其产生的影响。如果我们将二氧化碳封存在地下，就会有微生物将其代谢为甲烷。地下有一个生物圈，根据对它的扰动，有可能对地表产生影响"。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1401433.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1401433.htm

研究显示健康的狗和猫可以将危险的微生物传播给人类 反之亦然

研究显示健康的狗和猫可以将危险的微生物传播给人类反之亦然耐药的微生物体可以在健康的狗和猫与它们的住院主人之间传播。幸运的是，目前只发现了少量的病例，这表明宠物并不是医院病人耐抗生素感染的主要来源。根据今年在丹麦哥本哈根举行的欧洲临床微生物学和传染病大会（ECCMID）（4月15-18日）上公布的新研究，健康的狗和猫可能将耐多药生物体（MDROs；能抵抗一种以上抗生素治疗的细菌）传给它们住院的主人，同样，人类也可能将这些危险的微生物传给它们的宠物。PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1350127.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1350127.htm