中国人体小肠黏膜细菌微生态研究

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随着不依赖于培养方法的分子技术的发展及其在微生物研究领域的应用,我们对人体胃肠道内菌群多样性的了解越来越深入。很多研究结果表明肠道菌群与人体健康和疾病状态密切相关。然而大部分这些研究结果都是基于以大肠或者粪便为标本获得。人体小肠根据其解剖和生理功能特性可被分为十二指肠、空肠和回肠三个节段。小肠是人体进行消化、吸收等生理活动的重要场所,人体所需的几乎全部能量和营养物质均有小肠提供。因此,栖居在小肠内的微生物菌群可能对人体的很多生理过程有着重要影响,如免疫、代谢和内分泌等功能。特殊的解剖位置导致小肠样本取样困难,仅有少数研究对小肠内菌群分布多样性等进行研究,且样本量小。目前,我们对小肠内菌群的了解还极为有限,尤其是健康状态下小肠黏膜菌群的数据几乎还是空白。  在上述研究背景下,我们利用16sRNA测序技术对15例器官捐献者的小肠黏膜菌群进行分析。该15例捐献者死因为脑外伤或者脑血管意外,且生前健康状况良好,其黏膜标本于捐献者死亡后几分钟内摘取器官过程中获取。提取黏膜组织菌群的总DNA后进行Misqec测序。利用生物信息学软件对获得的数据进行分析,揭示人体空肠上段、交界和回肠三个部位黏膜的菌群分布及多样性。  本研究发现小肠黏膜菌群数量分布从近端小肠到远端小肠逐步增加,其黏膜菌群的构成主要由变形菌门,厚壁菌门,放线菌门和拟杆菌门构成,其中变形菌门在小肠黏膜菌群中的丰度最高。我们的结果表明空肠和回肠黏膜菌群多样性存在着差异,与交界处无明显不同,这种差异主要表现需氧的放线菌门在回肠黏膜的丰度明显降低。在属水平,对小肠黏膜菌群构成进一步分析发现,片球菌属,红球菌属,乳杆菌属,嗜盐单胞菌属,梭菌属,罗氏菌属和科未定菌属是小肠黏膜的主要优势菌属,其在空肠、交界和回肠内均是优势菌属,提示这些菌群对于小肠功能的维护及“塑形”可能起着重要作用。和以往的小肠研究结果进行比较发现,小肠黏膜不仅与大肠黏膜菌群存在不同的菌群多样性,且和小肠内容物的菌群多样性也存在差异。  我们基于16sRNA测序的结果只能提供菌群在结构和多样性的总体概况,在一定程度上为进一步的功能菌研究提供指引。但需结合进一步的功能研究来理解小肠这个复杂庞大的微生态区和人体间的相互作用及寻找功能菌,最终达到维护人体健康和治疗与小肠菌群相关疾病的目的。
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