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      研究人員通過向腸道細菌喂食他們喜歡的纖維來改變小鼠腸道微生物
      
			
      
				2019-10-15 15:35:01
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      人類根據(jù)食物的外觀，氣味和口味選擇食物。但是我們腸道中的微生物使用了不同的分類系統(tǒng)-一種基于構(gòu)成不同纖維的分子成分的分類系統(tǒng)。在9月19日發(fā)表在《細胞》雜志上的一項研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了膳食纖維的特定成分，這些成分促進了小鼠腸道有益微生物的生長和代謝作用。
      

      研究人員通過向腸道細菌喂食他們喜歡的纖維來改變小鼠腸道微生物
      

      該研究旨在開發(fā)鑒定化合物的方法，這些化合物可以增強腸道微生物群落中促進健康的成員的代表性。目標是確定可持續(xù)的，負擔得起的膳食纖維來源，以將其摻入下一代更有營養(yǎng)的食品中。
      

      “纖維被認為是有益的。但是纖維實際上是許多不同成分的非常復雜的混合物，”圣路易斯華盛頓大學醫(yī)學院微生物學家杰弗里·戈登說。“此外，在食品制造過程中以不同方式加工的來自不同植物來源的纖維具有不同的成分。不幸的是，我們?nèi)狈@些差異及其生物學意義的詳細了解。我們確實知道現(xiàn)代西方飲食的纖維含量較低;這種缺乏纖維的增加與腸道菌群重要成員的流失和有害的健康影響有關(guān)。”
      

      研究人員首先測試了34種食品級纖維制品，其中許多是從食品制造業(yè)的副產(chǎn)品中提純的，例如水果和蔬菜的果皮，這些果皮在加工食品和飲料的生產(chǎn)過程中被扔掉了。他們使用的小鼠最初是在無菌條件下飼養(yǎng)的，然后被人類腸道微生物定殖。用高脂肪，低纖維飲食喂養(yǎng)動物，這些飲食代表美國通常食用的飲食，有或沒有不同類型的補充纖維。目的是確定最能提高關(guān)鍵的降解纖維細菌種類和促進微生物組中有益代謝酶表達的纖維。
      

      由于小鼠已經(jīng)被定居的人類腸道細菌集合所定殖，該人類腸道細菌具有測序的基因組，因此研究人員知道其模型人類腸道微生物群落中存在的所有基因。這使他們能夠?qū)λ屑毦鞍踪|(zhì)進行全面，高分辨率的蛋白質(zhì)組學研究，這些細菌蛋白質(zhì)的表達隨所測試的不同纖維類型而變化。將這些結(jié)果與遺傳篩選相結(jié)合，他們能夠確定特定的纖維來源，它們的生物活性分子成分，以及當遇到不同纖維時不同細菌種所增加的細菌基因。他們專注于擬桿菌屬，因為這組細菌物種的成員包含人類基因組中不存在的負責膳食纖維代謝的基因。
      

      對于研究的第二階段，研究人員想確定微生物群落中不同成員在飲食中的飲食關(guān)系。第一作者邁克爾·帕特諾德(Michael Patnode)是戈登實驗室的博士后，他開發(fā)了帶有熒光標記的人造食物顆粒，該顆粒具有來自不同纖維的不同類型的結(jié)合碳水化合物。將這些含有營養(yǎng)成分的顆粒的集合喂入定植的小鼠，該小鼠定植的微生物群落含有不同種類的擬桿菌屬。
      

      Patnode說：“我們很高興看到這些“生物傳感器”如何用于評估特定細菌種類對特定纖維成分的加工。” 通過將這些顆粒喂給攜帶或不攜帶主要纖維消耗物種的小鼠，作者發(fā)現(xiàn)下屬物種在排隊等候以增強并消耗纖維。
      

      帕特諾德說：“我們曾懷疑不同菌株之間可能存在競爭，而某些菌株會比其他菌株更強大。” 蛋白質(zhì)組學分析和遺傳篩選證實，在該模型細菌群落中存在的物種之間存在纖維消耗的等級關(guān)系。
      

      戈登解釋說：“了解特定生物的存在如何影響其他生物的進食行為非常重要-在這種情況下，涉及不同的纖維。如果我們要開發(fā)針對微生物的食品，旨在為人類帶來益處對健康而言，重要的是找到方法來確定哪些主食將是最佳的營養(yǎng)來源，以及微生物群將如何應(yīng)對。”
      
			

			
        
      
			
      
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