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Gut:说变就变的肠道菌群!!

 微生态 2021-04-13

华中科技大学Kang Ning等人于2018年11月12日在《Gut》上发表题目为《Resilience of human gut microbial communities for the long stay with multiple dietary shifts》的Letter。该研究结果表明饮食长期的转变可改变肠道菌群,饮食的恢复也可使肠道菌群恢复,揭示了肠道菌群具有双向可塑性和强大的弹性。

文章正文

我们阅读了Bennet等人的文章并对期非常感兴趣,该文章研究了饮食变化对肠道微生物群的影响。结合最近的几项研究,他们表明,短期饮食的转变可以改变患者和健康人的肠道微生物群组成。然而,这些研究仅以几个时间点得出结论,而被调查的受试者仅经历了一次饮食转变。在长期多种饮食转变的过程中,微生物群落的动态模式仍不清楚。

在这项研究中,我们招募了一支由10人组成的中国志愿者团队(VT),他们从北京出发,在特立尼达和多巴哥(TAT)长期逗留6个月并返回北京。使用高密度纵向采样策略(VT成员平均19个时间点)收集他们的粪便样本(188个样本)以及详细的饮食信息。我们将整个纵向研究分为六个阶段:T1代表行前阶段(20个样本),T2(28个样本),T3(60个样本)和T4(21个样本)代表VT保持在TAT时的三个时间段,以及T5(35个样本)和T6(20个样本)代表VT返回北京后的两个时段。同时,我们还收集了来自北京健康本地人(BJN,57个样本),TAT健康本地人(TTN,28个样本),TAT患者(TTP,6个样本)和TAT中国人(TTC,8个样本)的样本作为对照数据集。最后,我们对来自41个个体的287个粪便样品的微生物16S rRNA基因的V4高变区进行了测序,并用QIIME分析了高质量的序列。

有趣的是,我们发现在长期多种饮食转变的过程中,肠道微生物群落具有双向塑性和弹性。首先,BJN和TTN展示了不同的微生物群落模式(图1A)。然后,VT成员的微生物群落从类似于BJN的微生物群并在TAT停留时期逐渐转变为TTN模式,且返回北京后1个月内又恢复到其原始模式(图1B-F)。DeBlur分析也证实了这种塑性模式。此外,我们发现地理位置和种群虽然对样本的分化具有强烈影响(图1G,H),但VT的每个成员的动态变化显示出特定的趋势(图1I,J),这表明VT成员中塑性模式与肠型相关。此外,Firmicutes和Bacteroidetes的相对丰度在时间轴上显示出强大的弹性,并且它们在时间轴上呈负相关(图1K,L)。类似地,Proteobacteria和Actinobacteria的相对丰度也表现出塑性模式(图1M,N)。通过追踪和比较由至少10%的VT成员共享的常见操作分类单位(OTU),我们发现在长期停留期间,Firmicutes,Bacteroidetes,Proteobacteria和Actinobacteria中的各个OTU具有独特的时间动态(图10-R)。

图1 在长期多种饮食转变过程中,人类肠道微生物群落的模式。通过比较不同组/阶段的样品来显示人肠道微生物群落的动态,包括(A)BJN和TTN组,(B)BJN,TTN和T1组,(C)BJN,TTN,T1和T2-T4组,(D)BJN,TTN,T1,T2-T4和T5-T6组,(E)BJN,TTN,T1,T2-T4,T5-T6和TTC组,(F)BJN,TTN,T1,T2- T4,T5-T6,TTC和TTP组。大箭头表示组的比较的渐进式加载项。用于比较的群体由(G)收集的位置和(H)群体(中国或TAT)标记的所有粪便样品的概况。在(H)中,标签“中国”代表来自BJN,VT和TTC的所有样品,而标签“TAT”代表来自TTN和TTP的所有样品。两个VT成员的肠道微生物群的动态变化,包括(I)VT5和(J)VT6。(I)和(J)中带箭头的曲线代表微生物群落的变化方向。图(K),(L),(M)和(N)显示沿着时间轴的厚壁菌门,拟杆菌,变形菌门和放线菌的平均相对丰度的动态。使用加权的UniFrac距离16S rRNA扩增子谱的PCoA可视化结果。使用(O)Firmicutes,(P)Bacteroidetes,(Q)Proteobacteria和(R)Actinobacteria的Sankey图跟踪在相同阶段(绿色条)中由至少10%VT样品共享的OTU。条形的高度与OTU的数量成比例,并且相位按时间顺序排列。线代表相位之间的OTU转移,并根据其外观的第一阶段着色。该图中使用的缩写如下:BJN,北京本地人; OTU,业务分类单位; PCoA,主要坐标分析; TTN,特立尼达和多巴哥本地人; T1-T6,六个阶段; TTC,特立尼达和多巴哥中国人; TTP,特立尼达和多巴哥患者; VT,志愿者团队。

人类微生物群落的双向可塑性主要受饮食转变的影响。在TAT逗留期间,VT成员食用当地食品,主要包括鱼类和海鲜,乳制品和精制谷物,这些与北京有很大不同。饮食变化与肠道微生物群落结构的动态变化之间存在显著相关性。

本研究中显示的肠道微生物组的双向可塑性至少可以通过两种方式对肠道微生物组相关疾病的临床实践产生影响:首先,它表明诊断应该包括饮食习惯和旅行记录。其次,它表明由于肠道微生物群落的强大弹性,临床实践,如粪便微生物群移植和抗生素治疗,应该在更长的时间范围内监测治疗效果。

评论

评论就是想问大家一个问题,有没有人和我一样以为特立尼达和多巴哥是两个地方

在此科普一下:特立尼达和多巴哥,全称:特立尼达和多巴哥共和国,英文:Republic of Trinidad and Tobago。处于中美洲加勒比海南部,紧邻于委内瑞拉外海。(来自百度百科)




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