肠道菌群的研究论文

前日本国家足球队球员铃木启太，自2000年加入J联赛球队浦和红钻以来，为该队效力了16年。2021年2月，他与自己的老东家浦和红队签订了合作协议，支持年轻球员的发展。 这次我们问他关于运动员的肠道菌群和他对肠道活动的建议。 运动员和普通人的肠道菌群有什么不同？ --运动员和日常艰苦训练的普通人之间的肠道菌群有什么不同？ 铃木启太：根据我们的研究，有两个主要区别。 一个是肠道菌群的多样性很高，另一个是有很多丁酸菌。 就多样性而言，据说它是健康的一个指标。 最近，有三篇论文显示，严重冠状病毒感染患者的肠道菌群的多样性很低。 --所以在运动员的胃里有许多不同类型的细菌。 肠道中的丁酸菌有什么功能？ 铃木：丁酸菌控制免疫系统，并产生短链脂肪酸*，据说这对肠道环境非常重要。根据研究表明，短链脂肪酸也影响运动功能，这对我来说很有意义。 *短链脂肪酸是由肠道细菌产生的有机酸（乙酸、丙酸、丁酸等）。 短链脂肪酸：这些是由肠道细菌产生的有机酸（乙酸、丙酸、丁酸等）。 肠道菌群随着我们年龄的增长而发生变化。 --有些人的肠道菌群天生就像运动员一样？ 还是你通过注意饮食和运动得到的东西？ 铃木：首先，婴儿的肠子是无菌的。 据说，他们在通过母亲的产道时第一次获得了肠道细菌。出生后，婴儿喝母亲的乳汁，因此从母亲的皮肤和吃的食物中获得细菌，人们认为这些细菌在三至五岁时已在一定程度上形成。 然而，随着年龄的增长，我们肠道中的菌群也会发生变化，所以它也会随着我们的运动习惯和饮食习惯发生变化。 即使是普通人也可以以拥有运动员的肠道菌群为目标。 --你的意思是说，现在增加成年人的肠道菌群和丁酸菌的多样性还不算太晚？ 铃木：我们也在研究普通人群的肠道菌群，我们发现在严重的冠心病患者中，丁酸菌的比例比较低。 另外，由于新冠疫情，许多人越来越多地呆在家里，所以他们不怎么出门，也不怎么运动。 我们研究的其中一家公司的员工也显示出他们在疫情前后肠道环境的变化，这表明缺乏运动可能对他们的肠道菌群产生了负面影响。 另一方面，即使是轻微的运动，如散步或通勤，也能对肠道菌群产生积极影响。 你不必像运动员一样进行训练就能对你的肠道菌群产生积极影响。 --经常观察你的大便，以便最好地利用它们进行调节，是吗？ 铃木：今天我感觉很好，我感觉不是很好 ...... 我昨天吃了什么？以此类推。 与其说是调理，不如说是给我饮食方面的反馈。 你只能观察自己的大便，找出适合你的方法。 我认为找出适合自己的方法很重要。 --我们应该以什么样的大便为目标？ 铃木：我们将良好的大便定义为每天至少一次的大便，长度为30至40厘米。 当然，50厘米或60厘米也不错，只要足够长（笑）。 更长、更厚、......，更多的黄褐色就更好了。 有一个布里斯托尔量表对粪便进行分类，是判断粪便的一个好方法。 你可以在互联网上找到它。 有关肠道菌的研究，近十年简直火到爆，其实远在1908年，梅契尼柯夫就有说过，肠道菌群产生毒素是人衰老的根源，2004年，美国Jeff Gordon实验室，第一次提出一些证据，表明肠道菌群可能影响脂肪存储和代谢。这篇论文发表时，国际上对肠道菌群的研究还不太关注。 最近几年国外的权威杂志上，Nature、Science、cell 都陆续刊登了有关肠道菌研究的各种论文，肠道菌对人的健康影响越来越被重视，随便挑几篇，有英文基础的可以看看。 bacteria that prevent growth impairments transmitted by microbiota from malnourished children Gut bacteria that prevent growth impairments transmitted by microbiota from malnourished children restoration of the microbiota of cesarean-born infants via vaginal microbial transfer Milk Oligosaccharides Promote Microbiota-Dependent Growth in Models of Infant Undernutrition 还有人发现肠道菌群对人的意识，行为，大脑都产生影响，为什么有的人减肥那么难，总是控制不了食欲，不想运动，可能因为肠道菌群通过对激素的控制，控制了你的意识，行为，可以直接给大脑指令，目前这方面的研究非常多，很多研究都指向肠道菌群威力无穷，控制着我们的行为，思维和身体健康。 肠道里的细菌数量约为人体细胞数量的十倍，惊人的数量。好的肠道菌，帮助你分解糖分，消炎，镇痛，抗氧化，合成维生素，丁酸盐，保护肠道。坏的肠道菌，产生毒素，产生致癌物，会导致细胞炎症，导致肥胖，糖尿病，冠心病等 菌群移植疗法（Human Microbiota Transplantation，HMT或FMT），指将健康供体的肠道菌群通过智能肠菌处理系统制成混悬液或胶囊，移植到患者胃肠道内，通过重建患者正常功能的肠道菌群以实现其肠道及肠道外疾病的治疗。 菌群移植治疗疾病的核心是作用于失调的肠道菌群重建肠道稳态。肠道内正常细菌具备重要的代谢和生物学功能，如能量吸收、合成生长因子、刺激免疫系统、建立定植抗力等。健康的肠道菌群是一个多样性高、稳定、具有抵抗力和复原力的微生态系统。 肠道菌群失调是指肠道菌群在环境和宿主因素的影响下出现功能和结构上的紊乱，并主要受环境影响。失调状态下的肠道菌群与多数疾病的发病机理和进程有关。但是，肠道菌群失调究竟是疾病引起变化的一种反映还是在发病机制中的一种驱动力，还没有研究清楚。肠道菌群失调导致了几种代谢途径的紊乱从而影响了在肠内和肠外的免疫和机械过程，并且损伤了定植抗力，而这些过程都可以通过菌群移植疗法进行修复。 这一疗法对溃疡性结肠炎和克罗恩氏病等炎症肠病，肠易激综合症和便秘等胃肠道疾病，特应性皮炎等过敏性疾病，糖尿病等代谢性疾病均有治疗效果，其治疗对象也已扩展到了精神类疾病的范围，例如抑郁症，自闭症。 以上情况表明肠道菌群的功能不仅能影响胃肠道，还会影响全身所有的器官功能，从此角度看，可以说是一种有望在未来进一步发展的治疗方法，非常值得期待。 总结： 肠道菌群移植又称菌群移植、粪菌移植，简单来说就是把健康人粪便中提取的肠道菌群，通过口服或肠胃镜、鼻肠管移植到患者体内，可以重塑患者体内肠道菌群达到治病的目的甚至对健康人群起到延年益寿的作用 从现有文献报道的各种疾病治疗的有效率分别为：艰难梭菌感染90+%, 溃疡性结肠炎，克罗恩病，肠易激综合症：65%，慢性便秘：50-89%，自闭症：80%

2022年6月11日， Nature Communicatons 杂志在线发表了来自 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所艾超课题组 题为“A highly conserved core bacterial microbiota with nitrogen-fixation capacity inhabits the xylem sap in maize plants”的研究论文。该研究揭示 在玉米植物的木质部汁液中 具有固氮能力且高度保守的核心细菌微生物群，该类固氮细菌能为玉米提供氮营养，类似人类的 “肠道细菌群” 。

与人类微生物组类似，植物微生物组被称为植物的第二个基因组，对植物生长至关重要。 以往研究表明，微生物组在玉米生产中具有重要作用。例如，在墨西哥贫氮 (N) 土壤中进行的田间试验表明，玉米地方品种气生根的粘液富含固氮菌，它们贡献了 29-82% 的玉米 N 营养【PLOS Biology】玉米也能固氮？气生根的粘液发挥作用！。因此，有针对性地操纵作物微生物组代表了一种有前途的方法，可以在未来最大限度地提高可持续作物生产。

以前的研究主要在植物叶际微生物组【Nature】 开启新领域！植物叶际微生物群的稳态维持机制被揭示和根系微生物组【Nature Biotech】植物学报点评！研究发现根系微生物组促进水稻氮利用！。然而，关于木质部里的微生物群与植物生长发育之间的功能关系知之甚少。

该研究通过评估不同土壤类型、气候区和基因型的玉米微生物组的组装和功能，发现茎木质部选择性地招募以 γ‐变形菌纲Gammaproteobacteria 为主的高度保守的细菌。在木质部汁液中鉴定的 25 个核心细菌分类群中，有几个分离的菌株被证实是具有固氮活性或有助于生物固氮。

在此基础上，该研究建立了由两个核心固氮菌和两个辅助菌组成的合成群落（SynComs）。GFP 标记的菌株和15 N 同位素稀释方法表明，SynComs在植物中的内生生活方式和固氮能力。这些 SynCom 通过生物固氮贡献了 的玉米茎中积累的总氮。有趣的是，SynComs 还增加了根干生物量，表明核心内生菌与其宿主之间存在多机制协同相互作用。

综上所述，该研究揭示了玉米特异性地在木质部汁液中招募了一个核心微生物群，该微生物群在环境条件和基因型中都是保守的。这种核心微生物群通过生物固氮促进植物 N 营养并促进根系发育。因此，木质部汁液中的这些微生物群代表了一种未开发的资源，可以开发替代微生物生物技术，以提高可持续农业中的作物性能。

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