(医学课件)肠道菌群与糖尿病、肥胖

3500+种
9个
1:1
100倍
人体细菌种类
细菌菌门
细菌数/人体细胞数 细菌基因数/人体基因数
• 体内细菌/自身细胞比例约为1:1*， • 人体中微生物有1/3具有普遍性，而2/3具有特异性。
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人与肠道菌群休戚与共的一生
“无菌 体”
顺产 剖宫产 母乳喂养 奶粉喂养
转换到固 体食物 微生物丰 度↑
性别特异 性的微生 物群落
Jeffrey gordon
美国科学院、医学院双 料院士、圣路易斯华盛
顿大学医学院教授
2004年，发现肠道菌群有助于宿主 从食物中获得更多热量1。
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Trends in Microbiology. Human Gut Microbiome: Function Matters. DOI: 10.1016/j.tim.2017.11.002
技术帮我们更全面准确了解肠道菌群
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Diabetes 62:3341–3349, 2013
肠道菌群的组成
厚壁菌门 (Firmicutes)
影响因素
饮食、运动、抽 烟、作息等
方生 式活
肠道菌群 结构和功
能改变
衰 老
FUT2基因 FXR基因 TLR基因
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肠道菌群主要被饮食结构所改变
研究为探讨宿主基因和饮食对肠道菌群的影响，对野生型和Apoa-I敲除小鼠均分别进行高 脂饮食饲养或正常饮食饲养25周
主成分分析结果表明，饮食结构的改变可以解释肠道菌群的结构总变异的57％，而遗传学 变异占不超过12％
兼性厌氧菌
肠道菌群中占比约10%-48% 参与多糖代谢、胆汁酸和类固醇代
谢 其中多形拟杆菌、卵形拟杆菌可降
解人体不能降解的多糖，向宿主提 供其中10-15%的能量
生理情况下肠道菌群中占比＜ 1%
多数变形菌均属于致病菌，如常 见的大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱 弧菌、幽门螺杆菌等
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肠道菌群对人体的作用
衰老进程中肠道微生物组
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肠道菌群概述 肠道菌群与肥胖/糖尿病的相关性及可能机制 以肠道菌群为靶标的治疗策略
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肠道菌群与肥胖/糖尿病
发现大肠杆 菌及其对消 化的作用
1886年
1992年
Gordon实验室 发表第一篇肠 道菌群与肥胖 关系的论文
2004年
Bocci提出肠道 微生物菌群有代 谢功能，认为其 是“被忽略的人 体器官” 。
肠道菌群中占比最高，超过60%
菌
多数产丁酸盐（多糖代谢终产物） 肠道菌群中占比约10%
其中乳杆菌属可维持肠道酸性内环 其中双歧杆菌属能够酸化肠道内环
境，为典型益生菌
境，保护肠屏障，为典型益生菌
拟杆菌门（Bacteroidetes ）
变形菌门（Proteobacteria）
革兰氏阴性严格厌氧菌
肠道菌群—— 肥胖/糖尿病防治新靶点
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肠道菌群概述 肠道菌群与肥胖/糖尿病的相关性及可能机制 以肠道菌群为靶标的治疗策略
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肠道菌群概述 肠道菌群与肥胖/糖尿病的相关性及可能机制 以肠道菌群为靶标的治疗策略
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你和“另一个你”
肠道菌群基因组信息的总和被称为肠道宏基因组,是控制人体健康的人类 第二基因组,与人体自身基因组共同影响着机体生理代谢。
微生物组稳定 “核心微生物 组” 丰度↑ 复杂度
↑
丰度↓ 多样性↓
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Cell. 2017 Dec 14;171(7):1481-1493.
肠道菌群研究方法
① 菌群研究中，宏转录组、宏蛋白质组、代 谢组等功能组比宏基因组具有更高的扰动敏 感度和变化性，更适于菌群功能特性的研究； ② 应注意组学研究中存在的大量未知（细菌 分类、基因、蛋白、代谢物）和菌群整体功 能的动态变化及冗余； ③ 对未知功能的菌群基因可依其同源性进行 归纳，并根据出现频率总结出最需研究的基 因列表，用体外、动物和人体试验，对可能 影响健康/疾病的基因功能进行针对性研究； ④ 整合组学研究可揭示新的菌群功能。
尼古丁对肠道菌群的影响
尼古丁干预的雄性小鼠中，细菌碳水化合物代谢途径的差异性改变与较低的体重增加一致； 氧化应激反应和DNA修复基因也在这些小鼠肠道菌群中特异性富集在雌性和雄性小鼠中，尼 古丁造成的肠道菌群组成变化存在差异
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Chemical Research in Toxicology. DOI:10.1021/acs.chemrestox.7b00162
消化，代谢，提取营养 预防病原体定植 免疫调节 合成有益物质、维生素 调节生物活性脂肪酸组织合成，
调节肠源性肽分泌
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Acta Diabetol. Dec 2011; 48(4): 257–273.
抗生素 阿卡波糖 二甲双胍 辛伐他汀 地高辛
Nat Rev Microbiol. 2013;11(9):639-47. Trends Endocrinol Metab. 2015;26(12):758-70
放线菌门 (Actinobacteria)
拟杆菌门 (Bacteroidetes )
变形菌门 (Proteobacteria)
8百度文库
Science, 2005. 308(5728):p. 1635-8.
肠道菌群的组成
厚壁菌门（Firmicutes）
放线菌门（Actinobacteria）
低G+C含量的革兰氏阳性厌氧菌 高G+C含量的革兰氏阳性严格厌氧
Junjie Qin 等 首 次 用 测 序 鉴 定 了 124 个欧洲人的粪便标 本中的微生物基因。 同时进行了基因组 的功能性分析
2010年
2012年
Junjie Qin 等 对 345个中国人的肠 道菌群测序，最 终确定了可用于 二型糖尿病分类 的 23 个 肠 道 生 物 标记物。
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Jeffrey gordon教授 开启了肠道菌群与代谢疾病热潮
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Zhang C, et al. ISME J. 2010 Feb;4(2):232-41.
人工甜味剂，或伤菌并导致不良后果
人工甜味 剂（本研 究中采用 有糖精、 三氯蔗糖 和阿斯巴 甜）通过 改变肠道 菌群引起 葡萄糖耐 受不良
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Nature. Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. DOI: 10.1038/nature13793