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人体微生物组与健康密切相关,为医学诊疗新理论和新技术的发展带了新机遇。目前的研究手段多采用16S r RNA基因扩增子和宏基因组测序或结合代谢组学分析探讨微生物组与健康和疾病的关系。近年来,培养组学技术的发展可获得肠道微生物活体,并奠定了微生物组与健康和疾病因果关系研究的物质基础。培养组学就是一种使用多种培养条件,并用MALDI-TOF质谱和16S r RNA基因测序快速鉴定细菌种属的方法。因肠道中多数细菌为厌氧菌,且营养要求各异,很多难以培养,因此,培养组学技术首先考虑的就是采用多种培养基和多种培养条件（需氧和厌氧培养,不同温度条件下培养等）以尽量多的培养细菌菌种。可见该技术是一个耗时耗力的工作,如何在增加多种培养条件分离更多的菌种,同时又能尽可能的减少工作量,是该技术的研究方向。依靠这种技术可以建立人类肠道微生物菌库,为后续疾病与菌群的实验研究提供更多的物质基础。本研究首先对人类肠道微生物培养组学的培养策略进行优化。目前肠道中的大部分细菌是难以培养出的,但培养组学则可以解决这个问题,然而培养组学是一个高强度工作,因此限制了其发展。在本实验中,用血培养瓶进行了连续30天的菌液扩增培养,在不同时间点抽取血培养瓶中的混合菌液进行分菌,同时增加了补充培养基培养条件,即在抽取混合菌液同时补充等体积的原始培养基,对补充或不补充培养基两个条件的分菌情况进行了对比。然后还比较了“经验挑”单克隆（即每个固体平板同样形态单克隆挑取2-3个）和“全挑”单克隆（即每个固体平板单克隆全部挑取）,两种方法挑取细菌种类数量。最后在培养组学工作量上进行优化,尽可能在保证分离细菌种类数的基础上减少工作量。实验结果显示,分离了五个正常人粪便样本,总共分离得到1718株菌,106种细菌,其中包含3个新菌种和6个在人类肠道或人体中未分离出的菌种。在补充培养基组有22%的菌种是在不补充培养基组没有分离出的,提示预培养补充培养基分菌效果显著;同时计算了在延长预培养时间的基础上,“全挑”单克隆中仅有8.5%的菌种是“经验挑”没有被挑到的,提示延长预培养时间后仅需“经验挑”即可挑取90%以上的菌种;并且总结出延长预培养时间的11个时间点中选取6-7个时间点即可挑取90%以上的菌种,大大降低了工作量。然后分析鉴定了1株本实验室人类肠道菌库中的未知新菌（菌株编号为:“DONG20-135T”）。对分离出的未知新菌从表型、生理生化特性、遗传学等角度进行鉴定。实验结果显示,这株从正常人类肠道中分离得到的细菌为严格厌氧菌,革兰氏阴性菌,形态呈杆状,无运动性,无芽孢,主要脂肪酸是C16:0和C18:1ω9c。通过16S r RNA基因序列Blast比对,和临近菌种同源性较低（Identity<93.15%）。16S r RNA基因序列的系统发育树分析发现,菌株DONG20-135T在Erysipelotrichaceae科下形成了单独的分枝。该株与邻近菌株对比的平均核酸一致性（ANI）低于69.3%和92.1%,这个值是低于定义新种阈值95%-96%。平均氨基酸一致性（AAI）的值在48.9%-62.5%,这个值也是低于新种阈值60%-80%的。基于对菌株DONG20-135T表型、生理生化特性、遗传学上的分析,这株新菌可能为Erysipelotrichaceae科下的新属。但是要想确定是否为新属,还需要后续的研究,即临近菌株的比对实验等。最后是对本实验室人类肠道菌库的初步应用,即大肠杆菌菌株差异比较。宏基因组学目前被广泛应用于肠道菌群与疾病联系的研究中,但是所有的数据分析都是基于细菌属水平或种水平组成,没有从株水平上分析疾病发展中特殊菌种的作用差异。因此在本实验中,选取本实验室人类肠道菌库中的158株大肠杆菌,对所有菌株进行全基因组测序、生物信息学分析,从株水平上进行分类,并对聚类树上选取适当菌株进行细胞和动物水平上的验证实验,明确菌株水平上细菌对宿主的影响差异。实验结果显示,158株大肠杆菌共分为A,D,B1,B2,和F五组,有些菌株来自同一个体但是分到了不同组,有些菌株来自不同个体但是分到了同一组中,提示同一个体中不同菌株基因型有差异,同时不同个体没有同一基因型;从大肠杆菌分组的每一组中选取部分菌株,共36株进行细胞实验,检测细菌与细胞相互作用后的培养液中三种细胞因子水平（IL-1β,TNF-α,和IL-6）,其中A和D组的三种细胞因子均有明显差异,且差异一致。从A和D组各选2株大肠杆菌进行小鼠灌菌实验,同样检测小鼠血清中三种细胞因子差异,结果同样显示A和D组之间存在着显著性差异,提示不同的细菌菌株在与宿主作用时,无论从细胞水平还是动物水平,不同菌株对宿主的影响是不同的,因此今后在研究细菌与疾病健康的关系时必须建立在细菌的株水平上。总的来说,本研究首先对培养组学的培养条件进行优化,创新性的增加了新的培养条件并达到了很好的分菌效果,同时优化了分菌策略,大大减少了工作量,提高了工作效率。进而分析鉴定了1株未知新菌。最后利用菌库中的菌株从株水平上分析了细菌对宿主的影响差异,表明了细菌与疾病健康的关系时株水平的重要性,这也将是今后进行细菌与疾病关系研究的发展趋势,对此类研究有重要的参考价值。