Cell:宝宝健康成长不能缺少它

【字体: 时间:2016年02月19日 来源:生物通

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  生活在肠道中的细菌与膳食成分相互作用影响了健康。在发表于2月18日《细胞》(Cell)杂志上的一项研究中,由华盛顿大学医学院Jeffrey Gordon领导的一个研究小组现在发现了母乳中促进幼儿健康成长的关键成分,以及它们与肠道细菌相互作用驱动这一过程的机制。

  

生物通报道  生活在肠道中的细菌与膳食成分相互作用影响了健康。在发表于2月18日《细胞》(Cell)杂志上的一项研究中,由华盛顿大学医学院Jeffrey Gordon领导的一个研究小组现在发现了母乳中促进幼儿健康成长的关键成分,以及它们与肠道细菌相互作用驱动这一过程的机制。

每年营养不良导致了300多万儿童死亡,造成了发育迟缓、免疫及认知发育缺陷。与非洲马拉维的同事们合作,研究人员获得了来自健康或发育迟缓婴儿母亲的少量乳汁样本。他们发现相比于发育迟缓的婴儿,健康婴儿母亲的乳汁中具有更加丰富的含有唾液酸的糖类,唾液酸与大脑发育有关。

这表明这些乳汁中的糖类有可能促进了幼儿的健康成长。为了确定是否确实如此,研究人员建立了一些动物模型来操控它们的饮食和肠道微生物组。在同日发表于Science杂志上的一项相关研究中他们证实了肠道微生物是正常生长的重要介质。Gordon和他的研究小组将从营养不足幼儿粪便样本中分离出的一些菌株植入到小鼠或小猪体内。随后研究人员喂给这些动物一种包含玉米、豆类、蔬菜和水果的典型的马拉维饮食,这种饮食自身不足以促成健康成长。

从模拟营养不良马拉维幼儿的饮食和微生物组转变至固体食物,研究人员随后测试了唾液酸化糖类的影响。由于难以从人类乳汁中纯化出大量的这些化合物,他们转向了牛奶。牛奶中包含有唾液酸化糖类,但浓度比母乳中低20倍。通过一系列复杂的步骤,他们从奶酪加工的副产物乳清中分离出了唾液酸化糖类,将其喂给动物。值得注意地是,这些动物的生长获得显著改善,去脂体重和骨量增加,肝脏、肌肉和大脑中的代谢改变表明,在各种情况下调动营养物质的能力提高。至关重要地是,这些效应依赖于肠道菌群的存在。

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在定义了本研究中分离出的各种各样的肠道细菌,并在培养皿中对其进行培养后,研究人员梳理出了哪些细菌受到唾液酸化糖类的影响及不同的菌株彼此互作的机制。他们发现,一种细菌种类以唾液酸化糖类为食,另一种则以这些糖类的消化产物为食,指出了生活在肠道中的细菌群落的一个食物网。但两种菌株单独都不能支持小鼠健康的生长;还需要不同类型肠道细菌之间更为复杂的相互作用来促进生长。

这项研究为鉴别出母乳中幼儿健康必需的成分,以及它们与肠道微生物组和其他膳食成分互作的机制奠定了基础。作者们对扩展这一方法来观察其他的母亲和宝宝,了解他们的结果有多么普遍感到兴奋。Gordon说:“能够以一种可控的方式观测微生物群落的成员间分配食物的机制,以及这一微生物群落的代谢输出物影响人类生物学的机制是我们正在进行的部分工作。”

这一研究工作一种可能的应用就是,改良婴儿配方奶粉及医疗食物来治疗营养不良,当前这两者都是以牛奶为基础,因此缺乏唾液酸化糖类。研究人员满怀希望,但又谨慎地指出,还需要更多地了解不同类型的细菌与母乳成分及辅助食品互作的机制,以确保肠道有害菌不会因这些成分而旺盛生长,因此胜过有益微生物。

多年来,科学家们一直提倡母乳喂养,并用大量研究证实了母乳喂养的好处。来自耶鲁大学医学院等处的研究人员在分子水平上揭示了催产素分泌系统遗传变异,母乳喂养与婴儿感知情绪能力之间的关联,指出通过母乳喂养的经历能提高婴儿亲社会倾向,并减少自闭症的风险(察言观色从婴儿培养起:母乳喂养是第一步 )。Weill Cornell医学院的一项研究发现,鼠妈妈可以通过改变母乳中的细胞因子水平,来促进其后代的记忆力(Nature子刊:母乳可编程后代的记忆力)。

此外,在发表在2014年Rheumatology杂志上的一篇论文中中,对7000多名中国老年女性的研究表明,母乳喂养——尤其是喂养时间持续较长的女性,其类风湿性关节炎(rheumatoid arthritis,RA)的发病风险较低。该项研究结果显示,与从来没有母乳喂养的女性相比,母乳喂养后代的女性中,只有一半的人患上类风湿性关节炎(母乳喂养能降低类风湿性关节炎风险 )。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文索引:

Cell, Charbonneau et al.: "Sialylated Milk Oligosaccharides Promote Microbiota-Dependent Growth in Models of Infant Undernutrition" http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.01.024

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