肠道微生物与寄主的共生关系研究进展

寄主体内寄居着大量的共生微生物,这些微生物是人和动物健康成长不可或缺的。研究肠道微生物与寄主间的关系,对于提高人和动物的健康水平、预防疾病以及临床诊断等都具有重要的意义。本文主要针对肠道微生物与寄主的共生关系类型、肠道微生物群系的建立、肠道微生物的多样性、肠道微生物的附着、肠道微生物对肠道免疫及疾病治疗的影响、肠道微生物对肠道发育和能量平衡的影响、肠道微生物与寄主间的串扰等进行了较为详细的综述。

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肠道微生物与寄主的共生关系研究进展

高权新# 吴天星# 王进波!

"浙江大学动物科学学院!杭州$浙江大学宁波理工学院!宁波$##)#""!&%!)#%#""

摘 要 寄主体内寄居着大量的共生微生物!这些微生物是人和动物健康成长不可或缺的&研究肠道微生物与寄主间的关系!对于提高人和动物的健康水平'预防疾病以及临床诊断等都具有重要的意义&本文主要针对肠道微生物与寄主的共生关系类型'肠道微生物群系的建立'肠道微生物的多样性'肠道微生物的附着'肠道微生物对肠肠道微生物对肠道发育和能量平衡的影响'肠道微生物与寄主间的串扰*个方面进行道免疫及疾病治疗的影响'了较为详细的综述&

关键词 肠道微生物%共生关系%肠道发育%免疫%能量平衡%串扰

中图分类号 +,##)( 文献标识码 - 文章编号 #""('!(*. !"#""$'"%#&'",

细菌就已在地球上生存!它们与地 几十亿年前!

球上的动物进行了长期的生存磨合与协同进化!对基因表达'身体发育等方面都动物的生理生化功能'

有显著的影响&有研究报道!人可以编码!!$种与

#)细菌有同源性的非真核蛋白(&鉴于共生微生物的

共生微生物没有外来传染性微生物侵入的条件下!

的生态失衡也会引发寄主发生炎性肠病"5;I643'

N

!&宏基因组学研究KLM#34?8D8>C6J5EC4ECEF@

表明肠道微生物的整体丢失或是过度繁殖都会引发%)

炎性肠病(&寄主与肠道微生物之间的共生关系经

()

很多人已经将动物体内的微生物称为寄强大功能!

多功能器官+&所以研究微生物与寄主间主的一个*

的共生关系!对促进畜牧业的发展有着积极的作用&

使得平衡向互利共生移动过几十亿年的协同进化!

"图##!在正常情况下寄主与肠道微生物之间处于一种互利共生的状态

&

! 肠道微生物与寄主的共生关系类型

动物肠道中存在着数量庞大的微生物!这群微生物依靠动物的肠道生活!同时帮助寄主完成多种生理生化功能&据统计!人的肠道寄居有#"""多种'这个数目相当于##""万亿个微生物!"倍的体细胞和生殖细胞的数目

(!)

图! 肠道微生物与寄主间的共生关系类型O5)# PCE8IE3@58?5=DC64?58;EG5E@C?>CC;7FBFB

G8E?4;J5;?CE?5;4635=D8@58?4

&因此!我们可以将动物

或人称为*多物种的混合体+!对这个混合体的结构组成以及相互间的作用进行详细的研究必然会有重大的意义&

()

A88CD等$将微生物与寄主的关系分为互利B共生"#'同食共生"#及致病E3@58E5E=833C;E46F

" 肠道内微生物群系的建立

肠道微生物群系的建立是一个复杂的过程!这需要寄主与微生物之间以及微生物内部之间进行复杂的调控反应&微生物通过对寄主肠道特定的营养环境的利用!以及依靠种内和种间的相互作用!形成具有一定稳定性的微生物群系&微生物之间的群体它可以对微生物间的相互感应调节是至关重要的!

"#互利共生+就是微生物寄宿在4?G8C;5=$种&*B7寄主内!双方都不会危害对方!且双方受益&H83'本意是同桌共3C;E46一词来自中世纪的拉丁语!餐!就是在共生中不损及对方!但也没有明显的有益作用%共生微生物的生态失衡会使寄主致病!即使在

收稿日期 !""&/#!/$"

基金项目 国家自然科学基金项目"#01)$"&"#"$&

作者简介 高权新"#!男!山东淄博人!博士研究生!研究方向为畜禽肠道微生物&2$#&,!/'345648:4;<5;!"", #($)=8379吴天星!教授!博士生导师!$2'3456>:?<?54;@4;)=83 通讯作者 7

寄主体内寄居着大量的共生微生物,这些微生物是人和动物健康成长不可或缺的。研究肠道微生物与寄主间的关系,对于提高人和动物的健康水平、预防疾病以及临床诊断等都具有重要的意义。本文主要针对肠道微生物与寄主的共生关系类型、肠道微生物群系的建立、肠道微生物的多样性、肠道微生物的附着、肠道微生物对肠道免疫及疾病治疗的影响、肠道微生物对肠道发育和能量平衡的影响、肠道微生物与寄主间的串扰等进行了较为详细的综述。

动 物 营 养 学 报!!卷

作用以及新的微生物的加入进行调整!以形成具有

()

&这个微生物群系是个一定稳定性的微生物群系(

改变基因型的相关*机器+!一个典型株的基因序列中有#个质粒'($种转座酶'N$种整合酶和N种接合转座子&基因的移位和突变使得细菌有了更多的

!)

反抗清理的功能!以避免群体变小(&

动态的群系!可根据食物和进入的微生物的特点做以功能的多样性和较大的适应性来应对外出反应!

多形类杆界环境的改变&例如在食物相对缺乏时!提高这个群系利用食菌会分泌更多的糖苷水解酶!

!)

物的能力!防止发生较大规模的群系结构的改变(&

$ 肠道微生物的附着

细菌是通过与特殊的配糖体结合!寄居在动物肠腔内&动物肠上皮的表面有丰富的糖蛋白'糖脂类!这些糖类物质分布在刷状缘膜的顶端和基底外因此!肠道微生物群系的建立可加强微生物利用营养物质的能力!使得微生物能有效的利用群体优势来应对营养的变化&

肠道微生物的结构组成是自然选择的结果&首先是微生物之间进行着生存竞争!

最终形成具有一定稳定性的群系!

微生物之间达成一种默契&其次还存在微生物与寄主之间的自然选择&如果肠道内所形成的微生物群系对寄主的健康造成不利的影响!

那么寄主的健康就会每况愈下!最后寄主就会死亡!最终使得这个微生物群系所适合的寄主的数量越来越少!结果*共生+变成了*共亡+%但如果肠道内的微生物群对寄主的健康有利!那么这个微生物群系所适合的寄主就会越来越多!

最终达到互利共生& 肠道微生物的多样性

肠道中存在$种生命形式$细菌'古生菌和真核域&虽然肠道内的细菌密度是所有生态环境里最大的!但是类别却是最简单的&细菌主要有噬纤维菌/黄杆菌/拟杆菌"!21(3"+4+56,+7(8+91%*#)/5+91%*(#;%&#

组成!各占肠道内所有细菌的$"Q左右&目前利用#(+DR0-测序法鉴定的肠道菌有

!!种!其中#(,&种是不可培养细菌(!)

&

肠道微生物的多样性和对肠道环境的适应性是

其典型特点&多形类杆菌缺乏黏附食物"食物微粒'渗出的黏液'脱落的上皮细胞#的细胞器!但是可以产生黏附特定多糖外膜的蛋白质组 …… 此处隐藏：21930字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……