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                脑肠轴

                Brain-Gut Axis

                脑肠轴
                脑肠轴
                脑 - 肠之间存在着一】个复杂的神经 - 内分泌网络,这个网络将脑与胃肠道联系了起来,故被称为脑肠轴。脑肠■轴是胃肠道功能与中枢神经系统相互作用的双向调节轴。其中,神经 - 内分泌 - 免疫网络是其重要的连接方式。脑肠神经内分泌细胞受中枢神经、肠神经和自主神经系统调节,并通过分泌神经递质或相关激素,来维持脑肠轴的正常运行。肠道微生物对于营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的产生等方面都起到极其重要的作用,脑肠轴的出现为预防和治疗疾病提供新的思路和措施。并且进入数据信息时代后,对于肠道微生物的常规研究手段也逐步被高通量和多组学的组合取代。
                应用领域
                ● 各◥类疾病研究:肠炎、心脑血管、癌症、神经系统等 ● 中医证候研究 ● 中药作用机理 ● 健康管理领域
                研究思路
                肠道微生物的多组学研究可以通过微生物的多样性检测联合转录组层面探究肠道微生物的宿主的基因表达互作模式,再依据蛋白质组实验检测酶活力,考察消化环节的催化反映机制;进一步借助代谢组手段挖掘生物合成途径和最终的代谢产物,用以分析消化吸收功能。
                解决方案
                代谢组 + 微生物组整合助力脑肠菌相关疾病研究
                案例分析 : 微生物组与代谢组联合分析

                饮食、遗传和肠道微生物群驱动血浆代谢物的动态〓变化

                Diet, Genetics, and the Gut Microbiome Drive Dynamic Changes in Plasma Metabolites

                期刊:Cell Reports     影响因子:8.109
                发表时间:2018年3月     发表单位:美国哈佛医学院

                研究背景

                饮食、遗传和肠道微生物∏群是影响新陈代谢的主要因素。

                研究设计

                本文选择糖尿病『和肥胖易感性不同品系的小鼠,分别喂养高脂饲料 (HFD) ,并同时给万古霉素和甲硝唑等抗生素。采用 16S rRNA 基因测序考察盲肠肠道菌群结构和功能的影响;采用非靶向代谢组学技术分别考察盲肠和血浆中的代谢物变化;分析了血浆中代谢物与胰岛素抵抗的相关性以及肠道菌群与胰岛素抵抗的相关性,证实饮食、基因和肠道菌群之间的相互作用影响血浆中代谢物的水平▓,阐明胰岛素抵抗和代谢综合征的发病机理。

                研究成果

                通过对 16S 序列的 PICRUST 分析预测肠道细菌的宏基因组,揭示了微生物代谢的Ψ 显著差异。盲肠和血浆代谢物表现出多重差异,反映了饮食、抗生素、宿主背景和肠道微生物群的综合影响。18 种血浆代谢物与宿主胰岛素抵抗在不同品系和饮食中呈正相关或负相↘关。超过 1000 个仍未确定的代谢物峰也受到饮食、抗生素、饮食和遗传背景的高度调控。

                图 1 肠道菌群的改变影响盲肠和血浆代谢物

                图 2 肠道菌群改变影响预测的功能性代谢通路

                结论

                饮食、宿主基因以及肠道菌群相互作用,会在血浆代谢物中产生不同的反应,有助于调⊙节代谢和胰岛素抵抗。

                参考文献

                Shiho Fujisaka, et al. Diet, Genetics, and the Gut Microbiome Drive Dynamic Changes in Plasma Metabolites[J]. Cell Rep. 2018