2021年6月15日下午两点，第九十一期消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的硕士生张若凡、吴鹏晖、刘燕坤和徐尧和博士生林丽梅和李润林，分别做出汇报。

硕士生张若凡对文献《Dietary Fiber Ameliorates Lipopolysaccharide-Induced Intestinal Barrier Function Damage in Piglets by Modulation of Intestinal Microbiome》——《膳食纤维通过调节肠道微生物组改善脂多糖诱导的仔猪肠道屏障功能损伤》进行汇报。本研究旨在确定以脂多糖（LPS）诱导的小猪肠道损伤为模型，研究了肠道微生物菌群在缓解免疫应激和维持平衡中的作用。在本实验中，给仔猪注射LPS以模拟免疫应激，研究DF是否能通过调节肠道微生态和SCFAs来改善肠道健康，从而缓解LPS诱导的免疫应激。将健康的96头杜长大猪分为4个组：基础日粮（对照组；CK）、基础日粮加LPS（LPS）、基础日粮加LPS加苜蓿纤维（LPS+AF）、基础日粮加LPS加商品纤维（LPS+CF）。每组有3个重复，每个重复有8头仔猪。试验期为28天。结果表明DF改善了肠道形态和屏障功能，抑制了炎症信号通路（TLR2、TLR4和NF-κB）和促炎症细胞因子（IL-1β、IL-6和TNF-α）的表达，并上调了屏障相关基因（Claudin-1、Occludin和ZO-1）。血浆中促炎症细胞因子（IL-1b、IL-6和TNF-a）的含量和二胺氧化酶的活性都有所下降。同时，DF对不同分类水平的肠道微生物菌群的组成和功能有很大影响，纤维素分解菌和抗炎菌的相对丰度增加，肠道内容物中丙酸盐、丁酸盐和总短链脂肪酸（SCFAs）的浓度增加。此外，相关分析还揭示了代谢物与某些肠道微生物群之间的潜在关系，以及代谢物与肠道形态、肠道基因表达和血浆细胞因子水平之间的关系。这些结果表明，DF改善肠道屏障功能，部分是通过改变肠道微生物群组成和增加SCFAs的合成，从而缓解局部和全身的炎症。

硕士生徐尧对文献《Regulation of rumen development in neonatal ruminants through microbial metagenomes and host transcriptomes》——《通过微生物元基因组和宿主转录组对新生反刍动物瘤胃发育的调节》进行汇报，本实验的目的是探究在幼龄反刍动物中，宿主-微生物的相互作用及其在调 节瘤胃发育中的作用，以此寻求相应的措施来提高反刍动物的生产力和健康水平。试验设置四个组，分别为新出生的、一周龄的、三周龄的和六周龄的荷斯坦公 犊牛，每组6个重复。本研究证明瘤胃定植始于分娩过程，并且这些尚未有反刍能力的犊牛有着高度活跃的瘤胃微生物群，甚至从生命的第一周开始就准备发酵固体饲料。通过与宿主转录组和miRNA组相互作用,早期微生物组产生的VFAs与瘤胃组织代 谢和上皮细胞的发育产生重要的相关性。从宿主转录组中鉴定出的M10和R7模块在瘤胃发育过程中确实具有生物学上的重要意义，可能成为探索宿主-微生物相互作用及其调控机制的潜在候选基因。

硕士生吴鹏晖对文献《Human gut Faecalibacterium prausnitzii deploys a highly efficient conserved system to cross-feed on β-mannan-derived oligosaccharides》——《人类肠道普拉梭菌以一种高效保守的系统和互养的方式来利用β-甘露聚糖的寡糖降解产物》进行汇报，作者用肠道中关键甘露聚糖的初级降解者卵形拟杆菌或肠道罗斯氏菌和普拉梭菌进行单菌培养和共培养试验，在以魔芋葡甘聚糖和葡萄糖为唯一碳原和无碳的培养基中，测定它们的生长曲线，培养开始和结束时的细菌拷贝数比值，培养结束时的SCFA含量。当以葡甘聚糖为唯一碳原时，普拉梭菌单独培养不能生长，而在和卵形拟杆菌进行共培养时能够生长，共培养时产生的丁酸含量也显著高于普拉梭菌单独培养时产生的丁酸含量，而卵形拟杆菌不能产生丁酸，这些结果表明普拉梭菌能够有效的竞争利用卵形拟杆菌细胞表面的内切型甘露糖苷酶释放出来的甘露寡糖。而当以葡萄糖为唯一碳原进行共培养时，两种菌的细菌计数和生长曲线都很接近。和肠道罗斯氏菌的共培养结果同样表明普拉梭菌能够竞争利用肠道罗斯氏菌表面的内切型甘露糖苷酶释放出来的甘露寡糖。值得注意的一点是，当以葡萄糖为唯一碳原进行共培养时，肠道罗斯氏菌竞争性排除了普拉梭菌的生长，这可能暗示了肠道罗氏菌的高竞争力。

硕士生刘燕坤对文献《Targeting of Mammalian Glycans Enhances Phage Predation in the Gastrointestinal Tract》——《靶向哺乳动物糖类增强胃肠道内噬菌体的捕食作用》进行汇报，噬菌体HP3在体外普通培养基中对大肠杆菌ST131可以有效裂解并且在小鼠菌毒症模型中非常有效，但在小鼠肠道中进行相同试验时却无效。经过试验验证，作者发现抑制性物质是粘蛋白。作者利用含1.5%粘蛋白的培养基模拟肠道环境并用来筛选在这种环境中具有裂解效力的噬菌体。ES17具有结合黏液中和肠上皮细胞上硫酸乙酰肝素蛋白多糖的能力，这种能力驱动噬菌体更加准确地找到细菌宿主所在的生态位。

博士生李润林对文献《Antibiotic-associated dysbiosis affects the ability of the gut microbiota to control intestinal inflammation upon fecal microbiota transplantation in experimental colitis models》——《抗生素相关的菌群失调影响了实验性结肠炎模型中粪便微生物群移植后肠道微生物群控制肠道炎症的能力》进行汇报。本研究作者通过在FMT的实验性结肠炎模型中调查了抗生素调节肠道微生物区系如何调节疾病结局。对受体结肠炎动物肠道微生物区系、粪便代谢组学和结肠固有层(LP)免疫细胞的免疫表型进行了基于扩增的16S rRNA基因分析。分析了微生物区系、代谢物和粘膜免疫系统之间的相互作用，以确定恢复健康的肠道微环境和重新引导免疫系统走向动态平衡的关键要素。我们的发现证实了肠道微生物区系控制炎症的能力在一定程度上是由微生物区系衍生代谢物的产生所介导的。不同的抗生素治疗(如万古霉素和链霉素)引起的肠道微生物区系的改变，会使免疫系统两极分化为促炎配置，从而消除FMT的任何好处。相反，甲硝唑治疗可以保留有益的微生物区系，从而减轻结肠炎的严重程度。

博士生林丽梅分别对《Characterization of the human skin resistome and identification of two microbiota cutotypes》——《人类皮肤抗性组的特征和两个微生物群的识别类型》和《Biogeography and individuality shape function in the human skin metagenome》——《人类皮肤元基因组的生物地理学和个体性塑造功能》进行汇报，揭示中国汉族人群皮肤微生态宏基因组特征，为进一步探索皮肤微生物功能、利用皮肤微生物改善皮肤状态提供了理论基础。与北美人群的皮肤菌群类似，中国人群中痤疮丙酸杆菌、表皮葡萄球菌、马拉色菌属、痤疮丙酸杆菌噬菌体等是主要的皮肤微生物；皮肤微生物间存在着显著的个体差异性；对照北美数据，研究者发现7 种细菌普遍存在于所有样本中，与部位及种族无关：拟棒状杆菌、痤疮丙酸杆菌、颗粒表皮杆菌、金黄色葡萄球菌、头状葡萄球菌、表皮葡萄球菌、肺炎链球菌，提示这些菌可能在皮肤上起到相对保守的作用。此外，本项研究首次发现了一种在中国人群中明显富集的微生物物种：奥斯陆莫拉菌（Moraxella osloensis）。此外，研究团队发现两类人群的皮肤微生物组均存在极强的个体差异性。面对如此复杂的多样性，若能解析微生物群落组成的结构模式则可大大降低数据的复杂性。群体分型（stratification）已应用于肠道微生物中，被定义为“肠型”（enterotypes），可有效描述肠道微生物群落结构，对指导临床实践产生了积极的影响（Nature Microbiology 2017）。在本项研究中，研究者首次报道皮肤微生物在中国人群的群体水平亦存在2种稳定的群落组成模式，将其命名为“皮肤型”（cutotypes），分别是以奥斯陆莫拉菌（Moraxella osloensis）为主导的M型皮肤（M-cutotype）和以痤疮丙酸杆菌（Cutibacterium acnes）为主导的C型皮肤（C-cutotype）。两种皮肤型具有不同的微生物网络特征，皮肤型内部的微生物之间呈正相关，与外部微生物呈负相关。宏基因组基因功能富集提示C型皮肤微生物群落富集碳水化合物和甾醇代谢、脂肪酸合成等，M型皮肤微生物富集氨基酸、芳香族化合物代谢、耐药性等。进一步的宿主临床表现也显示出明显差异：C型皮肤水分油脂含量高，年轻人居多；而M型皮肤水分油脂含量偏低，肤色暗沉偏黄，老年人居多。基于皮肤型的这一新式分型将大大简化微生物个体差异性的评估，方便人们抓住核心模块的主要差异特征，进而实现潜在的个性化诊断和精准干预。