共享环境可能促进微生物的传播,并改变代谢结果
《Gut Microbes》:Shared environments can facilitate microbial transmission and alter metabolic outcomes
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时间:2025年10月03日
来源:Gut Microbes 11
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美国与泰国人群肠道菌群在环境共享和工业化饮食下的双向传递及代谢影响。使用无菌小鼠模型,发现共享空气和物理接触可双向传递菌群(如美国优势菌Akkermansia转入泰国菌群,泰国菌Lactobacillus反向输入美国菌群),且基础菌群组成影响重塑程度。工业化饮食添加剂显著改变美国菌群(降低Akkermansia,升高Anaerostipes),并导致其小鼠体重显著增加(p=0.0003),但通过菌群传递可部分抵消该效应。研究揭示了环境微生物交换与饮食因素协同塑造菌群及代谢健康的新机制。
在现代社会中,随着全球化的推进,人们的生活方式和饮食习惯发生了巨大的变化。这些变化不仅影响了个体的健康状况,还对肠道微生物群的组成产生了深远的影响。长期以来,人们普遍认为饮食变化是导致传统微生物群适应高度工业化社会的关键因素之一。然而,最近的研究表明,饮食仅能解释微生物群变化的一小部分,这提示我们还需关注其他可能影响微生物群结构的因素,例如环境中的微生物传播。
为了更深入地理解微生物群的变化机制,科学家们通过实验手段,研究了人与人之间通过共享空气和物理接触传播肠道共生菌对美国和泰国微生物群的影响及其对健康结果的作用。这项研究采用了无菌小鼠模型,这些小鼠被移植了来自美国和泰国捐赠者的粪便样本,从而模拟了人体内的微生物群结构。通过观察这些小鼠在共享空气和共同生活的条件下微生物群的变化,研究人员试图揭示微生物传播与饮食之间的相互作用如何塑造肠道微生物群及其代谢后果。
实验结果显示,无论是共享空气还是共同生活,都促进了美国和泰国微生物群之间的双向传播。具体来说,美国微生物群中的一些具有黏液降解能力的细菌,如*Akkermansia*,被转移到了泰国微生物群中,而泰国微生物群中的一些潜在有益菌则在一定程度上影响了美国微生物群的组成。这一发现表明,微生物群的变化不仅仅是由于饮食的不同,还受到环境微生物交换的显著影响。
此外,研究还指出,饮食中的添加剂对不同来源的微生物群产生了不同的影响。美国微生物群在接触到这些添加剂后,表现出显著的体重增加倾向,这可能与*Akkermansia*等有益菌的减少有关。然而,当这些小鼠通过共享空气或共同生活接触到了来自泰国的微生物群时,这种体重增加的趋势得到了缓解。这可能是因为从泰国获得的一些有益菌,如*Lactobacillus*,有助于改善代谢健康。因此,研究揭示了微生物群适应工业化环境的复杂性,强调了环境微生物交换和饮食成分之间的相互作用对肠道微生物群及其代谢后果的重要性。
研究的另一重要发现是,宿主的基线微生物群组成在微生物群变化中起到了决定性的作用。例如,在使用不同年龄的泰国捐赠者进行实验时,年轻捐赠者的微生物群与美国捐赠者的微生物群更为相似,因此在共享空气后,其微生物群的变化幅度较小。这一现象表明,个体的初始微生物群结构可能决定了其在面对新的环境条件时的适应能力。
为了进一步验证这些发现,研究团队进行了多项实验,评估了不同饮食成分对小鼠体重和身体组成的影响。结果显示,美国微生物群的小鼠在摄入工业化饮食成分后,体重显著增加,而泰国微生物群的小鼠则表现出不同的反应。值得注意的是,当美国微生物群的小鼠通过共享空气或共同生活接触到了泰国的微生物群后,体重增加的趋势有所减缓,这提示我们,环境中的微生物交换可能在调节代谢健康方面具有重要作用。
研究还指出,尽管共享空气和共同生活促进了微生物群的传播,但这些传播方式对代谢指标如口服葡萄糖耐量测试(OGTT)的影响并不显著。这可能是因为实验中使用的饮食成分浓度较低,或者是由于微生物群的结构变化尚未对代谢功能产生明显影响。因此,研究团队建议,未来的研究可以延长干预时间,以更全面地评估这些饮食成分对代谢健康的影响。
总体而言,这项研究为理解微生物群在工业化环境中的适应过程提供了新的视角。它不仅揭示了饮食和环境微生物交换对肠道微生物群结构的共同作用,还强调了个体基线微生物群的重要性。通过这些发现,我们可以更好地认识微生物群如何在不同环境中变化,并为改善公共健康提供新的思路和方法。未来的研究可以进一步探索特定菌株的转移对代谢健康的具体影响,以及如何通过环境干预来促进有益微生物的传播,从而改善宿主的健康状况。
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