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微生態:最新研究速遞 | 腸道真菌與健康和疾病有關
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微生態:最新研究速遞 | 腸道真菌與健康和疾病有關

  • 發布時間:2021-04-21

微生態:最新研究速遞 | 腸道真菌與健康和疾病有關

【概要描述】我們知道,腸道菌群在調節腸道生理中起著不可或缺的作用。最新研究發現,腸道真菌與宿主的健康和疾病有關。

  • 發布時間:2021-04-21
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  我們知道,腸道菌群在調節腸道生理中起著不可或缺的作用。最新研究發現,腸道真菌與宿主的健康和疾病有關。

  細菌和真菌對免疫系統的作用非常相似,腸道細菌可以影響腸道真菌,如在某些情況下,大腸桿菌的超級感染會增強白色念珠菌的毒力。

  腸道真菌不僅會影響腸道功能,還會影響其他重要腸外器官的生理功能,例如肝,肺和腦。

  本文闡述了腸道真菌在腸道,肺,肝,腎,胰腺和腦功能調節中的重要性,并提出了將腸道真菌應用于減輕/治療人類疾病的可能性。

  01 腸道真菌的定植和組成

  最近,真菌在胎糞中被發現,表明腸道真菌的定植從出生時就開始了。(然而,由于缺乏直接證據和胎糞生物量低,很難忽視環境因素的影響。為了得到更有說服力的結論,迫切需要能夠模擬整微生態個妊娠過程的新模型和先進的檢測技術。)

  在新生兒腸道中,真菌的α多樣性從出生到2歲一直持續增加,而β多樣性在10天的嬰兒中達到峰值。

  在10日至3個月大的嬰兒中,漢遜德巴利酵母Debaryomyces hansenii和膠紅酵母Rhodotorula mucilaginosa是最豐富的真菌,而在1-2年后,腸道真菌群的組成發生了變化,其中釀酒酵母S. cerevisiae成為最豐富的真菌,而念珠菌屬Candida spp.開始減少。

  此外,在10天至3個月的嬰兒中未檢出青霉菌,但在1- 2歲的嬰兒中可檢出。

  囊泡菌門Cystofilobasidium sp.子囊微生態菌門Ascomycota sp.和單枝菌門Monographella sp. 僅在1- 2歲中檢測到。之后,子囊菌門、接合菌門、擔子菌門主導健康腸道真菌群。

  念珠菌是人類和其他幾種動物胃腸道和其他粘膜表面最普遍和豐富的真菌。

  總的來說,腸道真菌的定殖和組成的研究還處于起步階段。

  02 影響腸道真菌組成的因素  微生態,微生態制劑,微生態預混料

  腸道真菌在新生兒出生后立即在腸道內定居,其組成可能受到分娩方式、出生胎齡、嬰兒喂養方式、母親飲食、環境和宿主遺傳等因素的影響。

  影響腸道真菌群組成的因素

  分娩方式和孕婦的益生菌暴露

  出生時健康的腸道菌群定植受分娩方式(自然分娩或剖宮產)的影響。自然分娩的嬰兒更有可能從產婦生殖道獲得真菌(例如白色念珠菌),而剖宮產后出生的嬰兒更有可能從產婦的皮膚和周圍環境獲得真菌。

  除了分娩方式外,胎齡和母親的益生菌暴露量還決定了嬰兒腸道菌群的組成。然而,在298對母親-后代受試者中,嬰兒抗生素或母體益生菌的遞送和/或使用類型對腸道真菌的操作分類單位(OTUs)的豐度影響很小。這種差異可能源于所分析的樣本,因為他們選擇的都是參與同一項研究的母親-子女對。

  飲食營養

  飲食是決定腸道真菌組成的決定因素之一。甚至有人提出,口腔和飲食中的真菌來源可以解釋健康受試者糞便中存在的所有真菌,這表明飲食對腸道真菌組成有很大的影響。微生態

  有趣的是,由于西方飲食的脂肪和碳水化合物含量高,具有引發代謝綜合癥的高風險,并且已經顯示出它可以誘導人腸道真菌結構的改變。例如,高脂肪飲食會降低小鼠腸道中S. cerevisiae的豐度。

  豬體內梅奇酵母屬Metschnikowia、革菌屬Tomentella、Loreleia的豐度與短鏈脂肪酸相關;短鏈脂肪酸與人體內曲霉屬真菌Aspergillus的腸道豐度呈負相關。

  此外,富含碳水化合物的飲食與腸道念珠菌的豐度呈正相關。

  同樣,在健康志愿者中,高蛋白飲食與產甲烷短桿菌和念珠菌的豐度呈負相關。

  有趣的是,釀酒酵母S. cerevisiae具有氨基酸轉運蛋白,某些氨基酸如γ-氨基丁酸(GABA)和瓜氨酸,是釀酒酵母的重要氮源;因此,飲食中的氨基酸可能對腸道真菌的組成有深遠的影響。

  此外,亮氨酸代謝副產物2-羥基異己酸在72 mg/mL時具有較低的抑菌活性,可抑制假絲酵母菌絲的形成。

  人類飲食中的特定化學物質,例如開心果和杏仁的植物化學物質,也與青霉菌和念珠菌屬的含量呈負相關。

  總之,檢查飲食控制是否有可能減輕真菌感染是很重要的。如果該策略有效,那么對免疫抑制患者預防和控制繼發感染可能特別有益。

  其他因素

  環境還能夠觸發腸道真菌的變化。

  有趣的是,從杰克遜實驗室的小鼠和服務部(JAX)獲得的C57BL / 6J小鼠和在威爾·康奈爾醫學(WCM-CE)處繁殖的小鼠的腸道真菌組成不同,分別以擔子菌綱和子囊菌為主。而且,當SPF小鼠“野化”為野生狀態時,它們的腸道真菌會顯著增加。

  季節是改變腸道真菌的另一個因素,尤其是真菌的α多樣性。

  性別和代謝紊亂(富營養,超重和肥胖)也微生態會改變腸道真菌。例如,西藏獼猴的雌性與雄性有不同的菌群。

  在肥胖的人類個體中觀察到酵母數量增加,而富營養和超重的人類個體具有更多的絲狀真菌。腸道念珠菌屬僅在哺乳動物物種中發現。因此,腸道真菌可能在某種程度上因物種或基因型而異。

  總體而言,腸道真菌受到內部和外部因素的影響。

  這些因素不是獨立的

  也就是說,季節和環境與哺乳動物,特別是野生動物賴以生存的食物有關。環境也影響宿主接觸潛在的致病或非致病微生物。

  此外,不同物種有不同的遺傳背景,更不用說它們的食物。

  隨著嬰兒的進一步成長,他們將接受多種飲食,并暴露于復雜的環境和刺激下,例如yao物,性激素等。因此,必須系統地、相互關聯地認識這些因素,不應過分強調每一個因素的單獨作用。

  03 腸道真菌與宿主免疫的相互作用

  與腸道細菌相似,腸道真菌高度多效性,調節宿主的各種生理功能。

  目前對腸道真菌群對免疫反應途徑和細胞網絡的影響的認識:

  腸道真菌對腸道免疫的影響

  (a) 當由曲霉屬真菌Aspergillus和根霉屬菌Rhizopus觸發時,DCs促進Th17反應

  (b) CX3CR1+巨噬細胞和中性粒細胞通過誘導Th17反應,產生高水平的IL-17和IL-22,有利于早期念珠菌控制。

  (c) 同樣,入侵的白色念珠菌和曲霉菌觸發中性粒細胞MDSCs和IL-1β的產生。

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  (d)煙曲霉菌(A.fumigatus)記憶T細胞顯示交叉反應白色念珠菌,因為他們有一個共享的TCR序列

  (e) 同樣,白色念珠菌活性T細胞通過產生IL-17與其他腸道真菌發生交叉反應

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  (f) 來自B細胞的抗釀酒酵母菌抗體ASCA和免疫球蛋白G(由白色念珠菌或釀酒酵母刺激)具有抗腸道真菌的作用。

  除上述真菌成分和真菌代謝物,提取物和分泌物外,次生代謝物還負責影響宿主體內穩態。

  表2 真菌衍生的化合物及其功能

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