移植野生小鼠肠道菌群重塑实验室小鼠表型：解决生物医学研究可重复性危机的新策略

研究团队针对实验室小鼠因菌群差异导致研究结果不可重复的问题，开发了将野生小鼠(Wildlings)肠道菌群移植到实验室小鼠(TXwildlings)的标准方法。通过多组学分析证实，该方法能稳定传递复杂菌群及其功能，使受体小鼠获得与野生小鼠相似的成熟免疫表型，显著提高了动物模型的生理相关性和研究可重复性。该成果为生物医学研究提供了更可靠的实验模型平台。

　　

在生物医学研究领域，实验室小鼠作为标准模型已助力多项诺贝尔奖级发现，但近年来却陷入"可重复性危机"——不同实验室使用相同品系小鼠得出的结果常相互矛盾。越来越多的证据表明，这种危机根源在于实验室小鼠的肠道菌群：经过长期人工饲养，它们的微生物组不仅丧失了自然界的复杂性，还会因运输、饲料甚至饮水pH等细微环境变化而产生显著差异。更棘手的是，现有标准化方案要么无法维持菌群稳定，要么以牺牲生理相关性为代价。这就像用"温室花朵"来预测"野外森林"的生态规律，难怪研究结果难以转化到人体。

德国弗莱堡大学医学中心的研究团队在《Nature Communications》发表突破性解决方案。他们发现野生小鼠(Wildlings)的肠道菌群具有"进化优势"：不仅能抵抗环境扰动，还能在移植后完全取代实验室小鼠的原有菌群。研究人员开发出冷冻保存和单次灌胃移植的标准化流程，成功将野生菌群转移到五大商业供应商的C57BL/6小鼠体内，获得TXwildlings模型。通过多组学分析证实，这些小鼠不仅菌群结构与野生小鼠相似，更重要的是再现了后者关键的免疫成熟特征——包括缩小的盲肠、增大的肠系膜淋巴结、抗原经验性T细胞增加等，其转录组特征更接近成人而非新生儿。在Citrobacter rodentium感染实验中，TXwildlings展现出与野生小鼠相似的抗感染能力，而常规实验室小鼠则出现显著体重下降。

研究采用四大关键技术：1) 野生菌群的冷冻保存与复苏技术；2) 16S rRNA和ITS测序分析细菌/真菌群落；3) 代谢组学检测盲肠内容物功能变化；4) 多器官转录组与流式细胞术评估免疫表型。所有实验均设置反向移植对照(TXlab)，确保结果特异性。

研究结果部分显示：在"野生菌群竞争优势"部分，通过Jaccard距离PCoA分析证实，单次移植后28天内，野生菌群能完全取代五家供应商实验室小鼠的原有菌群，且这种替代具有双向特异性——实验室菌群无法在野生小鼠中定植。值得注意的是，TXwildlings还获得了野生菌群中的非细菌组分（真菌、原生生物等）和特定病原体（符合BSL-1标准）。

"TXwildlings菌群功能模拟野生型"部分通过代谢组PCA分析显示，移植组与野生小鼠的盲肠代谢谱高度重叠，而常规实验室小鼠明显分离。差异代谢物热图进一步证实，与免疫调节相关的代谢通路（如短链脂肪酸）在TXwildlings中显著富集。

在"肠道表型趋同野生型"部分，解剖学测量发现TXwildlings盲肠重量减少40%（p<0.01），与野生小鼠无差异。结肠转录组分析显示，TXwildlings与野生小鼠仅2个基因表达差异，而与实验室小鼠差异基因达1422个。GSEA分析揭示，移植组显著富集"共生菌反应"、"I型干扰素应答"等免疫相关通路，而实验室小鼠富集"线粒体翻译"等稳态通路。细胞因子检测显示，TXwildlings的IL-6、CXCL1等促炎因子水平与野生小鼠相当。

"系统性获得野生特征"部分显示，TXwildlings肠系膜淋巴结重量增加4-6倍（p<0.001），肝脏中CXCL10、CCL5等T细胞趋化因子浓度升高，CD8⁺
T细胞浸润增加。远隔器官（如肺）的转录组也呈现类似变化，免疫应答相关基因（如Ifng、Tnf）表达模式与野生小鼠高度一致。

最引人注目的发现在"菌群移植驱动免疫成熟"部分：TXwildlings外周血中CD62L^-
CD44⁺
效应记忆T细胞比例显著增加（p<0.01），KLRG1⁺
终末分化T细胞达野生小鼠水平。血清IgA、IgG1等抗体亚类浓度也呈现类似升高趋势，显示整体免疫状态更接近经病原体历练的野生个体。

研究结论指出，这种移植策略成功解决了菌群标准化与生理相关性不可兼得的矛盾：野生菌群既能在不同机构保持稳定（解决可重复性），又能诱导接近真实生物系统的免疫成熟（提高转化价值）。与需要特殊设施的野生小鼠模型相比，TXwildlings方案仅需常规动物房即可实施，大幅降低了使用门槛。作者建议将野生源菌群作为实验室小鼠的新标准，这不仅能减少不可重复研究造成的资源浪费，更有望在肿瘤免疫、自身免疫病等领域带来更可靠的临床前数据。正如讨论部分强调的，当实验室小鼠拥有"野性灵魂"，人类距离揭开疾病真相就更近一步。