2023年10月23日下午,动物消化道营养国际联合研究中心第152期消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064顺利举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的硕士生袁文源、韩水兵、郭孟娇和博士生冯妮做文献汇报,动物消化道营养国际联合研究中心的老师学生参与此次沙龙。特选冯妮同学的精彩汇报进行展示。
博士生冯妮对文献《Fiber supplementation protects from antibiotic-induced gut microbiome dysbiosis by modulating gut redox potential》-《纤维补充剂通过调节肠道氧化还原电位来防止抗生素诱导的肠道微生物群失调》进行了汇报。
抗生素是现代医学中抵御感染的重要组成部分,但它们的使用往往会导致对肠道微生物群的附带损害。抗生素引起的肠道生态失调(AID)是抗生素使用的一个常见的副作用,在抗生素治疗期间,宿主的饮食可以调节肠道的化学环境,从而导致微生物群的结构和功能的改变进而改善肠道生态失调。肠道生态失调的典型特征是有氧呼吸细菌代谢、氧化还原电位和变形菌门的丰度增加。这种失衡可导致健康并发症,如炎症性肠病、异常的免疫功能、感染和代谢紊乱。膳食纤维能够通过发酵代谢生成复杂多糖,这种低能代谢反应在肠道厌氧环境中是比较受欢迎的。在这项研究中,作者探索了膳食纤维补充剂作为肠道化学环境的潜在调节剂,以减少抗生素治疗引起的生态失调。
研究结果表明:在抗生素治疗之前、期间和之后,补充纤维可以减轻抗生素引起的生态失调,单一纯化纤维也有利于抗生素治疗后微生物群的恢复。在抗生素治疗期间,纤维的补充减少了氧化代谢和电子传递链的使用,缓解了因抗生素治疗引起的菌群多样性和变形菌门丰度的下降。同时在喂食葡萄糖和纤维的小鼠肠道微生物组中观察到独特的代谢特征,说明饮食极大地改变了肠道的化学环境,导致肠道微生物的生化活性发生变化。
作者得出结论:通过对饮食调节和抗生素治疗期间的雌性小鼠微生物组进行全基因组测序,发现纤维益生元显著降低了抗生素治疗对微生物组组成和功能的影响。观察到需氧细菌的丰度减少以及与氧化代谢相关的代谢途径。这些转录组学结果被eH和pH的化学测量所证实,表明纤维抑制了抗生素的生物失调效应。
冯妮同学最后也提出自己的思考:(1)如何在宿主环境下建立氧化还原电位变化与抗生素敏感性之间的因果关系(2)未来的研究可以针对饮食对宿主细胞代谢的直接影响,因为它与微生物组的变化有关,并确定所观察到的差异是否适用于雄性小鼠。