人类肠道微生物研究进展

生物鉴定和分类的方法)在此基础上进一步了解其功
能活性)研究方法如革兰氏染色法%糖发酵试验%IJB38
试验等# 是通过微生物的分解糖类的能力%是否产酸%
产气等理化性质进行物种的鉴定与分类& 肠道微生物
的研究也正是基于这些技术手段而逐步发展起来的&
微生物普查大约始于 &" 年前& 最初使用的方法
是
$>K
' ( ( 伍!律)刘积琛)李德俊,$)%*,贵州省蛇类食性的初步分析,
遵义医学院学报)%!&"# $ +(
主要参考文献
' % ( 黄美华)何时新)周世安)等,$)>",浙江蛇类的食性分析,动物
' $ ( 蔡!波)王跃招)陈跃英)等,&#$",中国爬行纲动物分类厘定,
学报)$(!&"# $'( +$*>#
生物学教学 &#$% 年!第 *' 卷"第 ' 期
,",
!!随着研究方法效率和精度的不断提高)研究人员 菌浓度在患者体内水平较低')("和各种机会性病原
能快速地测得肠道微生物的 OM?序列)通过生物信息 体的增加&
学对这些数据进行分析以确定肠道微生物的种类和群 科学家发现肠道微生物的群落结构与肥胖症相
基因测序 :LM?
'$(
)先利用
技 =8L 术克隆
$>K
基因 :LM? )再通过两到三次 法 K59N6: 测序! 一代测
序"完成整个基因的测序& 对不同个体进行比较时)只
需确定序列的光谱是否相似并判断差异程度& 但
K59N6:法测序的读取长度仅为几百个碱基)每次只能
获得部分取样基因的序列)灵敏度低)且成本昂贵)限
分析成为可能)并允许进行更大规模的宏基因组研究&
人类肠道微生物的第一次群体规模的宏基因组研
究由 实施 测 J6<5CI- ) 定了肠道中的 $ $"# 种常见菌
种%''# 万个基因 & '&( 人类微生物组计划是迄今最大
的人类微生物 组 研 究) 在 L2@06 *"* 平 台 上 靶 向
基因的 $>K :LM?
每一条 OM?分子的单独测序& 二代测序和三代测序
技术对宏基因组学研究在广度上和深度上都产生了巨
大的影响)带来了研究方法的变革&
宏基因组研究)即对整个群落的 进 OM? 行测序)
同时为编目群落中的生物体%基因和基因组提供更广
泛%复杂的微生物群落信息& 高通量测序技术的出现
使得对于一个物种的转录组和基因组进行全面深入的
制了取样深度)对低丰度微生物的分析十分有限& 目
前已开发出了下一代测序技术)又称二代测序技术或
高通量测序技术)一次可对几十万到几百万条核酸分
子进行序列测定& 这种方法快速%经济%通量高)每个
样品可产生高达数百万的读数)但缺点是读取长度通
常非常短'&(& 随后又发展出了三代测序技术)这是单
分子测序技术)测序时无需经过 扩 =8L 增)实现了对
'$*>#""%贵州省科学基金项目黔科合 R字&#$'
四川动物)'"!*"# "%% +")&
&&"$ 号 贵 州 高 校 人 文 社 科 研 究 基 地 项 目 M2,
' > ( 李!键,&##(,中国特有物种西藏温泉蛇的食性及取食行为, 西藏大学学报)&&!&"# %* +)#
RO&#$'$'"
卷",有鳞目,蛇亚目,北京# 科学出版社)$ +"$" ' * ( 赵尔宓)江耀明)刘德扬,$)>>,蛇类食性研究 I,动物学杂志)
!*" # $>* +$("
基 金 资 助 国 家 自 然 科 学 基 金 项 目 M2, ' " ( 陈国柱,&#$>,八线腹链蛇食物分析及其对中华青鳉的捕食,
落组成)并结合非基因组!蛋白质组学和代谢组学"的 关)肥胖症会导致微生物多样性降低'$'(& 如果肥胖者
分析将微生物组的遗传信息和群落结构与个体表型联 的肠道菌群恢复到健康状态可以改善与肥胖相关的病
系起来& 比对健康个体与疾病个体的肠道微生物)还 症并帮助维持健康的体重'&(& 具有相同遗传背景的%
生物多样性)&'!'"# '>" +'%&
动性消灭)这个在我国历史上是有深刻教训的& 只 有确定了在某一地区的某种蛇类是优势种)且捕食 当地濒危或珍贵资源动物为主)方可适当控制其 数量&
' & ( 赵尔宓,&##>,中国蛇类,合肥# 安徽科技出版社)$ +'"* ' ' ( 赵尔宓)黄美华)宗!愉)等,$))%,中国动物志,爬行纲!第三
能进一步探究微生物对人类健康的影响& 近年来)相 喂食低脂肪食物的无菌小鼠中移植了肥胖者肠道菌群
!"技术背景
人类肠道微生物数量庞大%种类繁多)被称为-第
二基因组.'$()与机体健康有着极为密切的联系& 近年
来)肠道菌群研究已成为生物学领域的研究热点之一&
微生物组研究技术的迅猛发展)使得进一步了解肠道微
生物与人类机体的系统发育以及健康的关系成为可能&
肠道菌群的研究主要集中于对肠道中微生物多样
性!包括数量%种类和组成"的认识& 早期主要采用微
,*,
生物学教学 &#$% 年!第 *' 卷"第 ' 期
人类肠道微生物研究进展
李蔚然 陈 珉 ! ! !!!华东师范大学生命科学学院!上海!&##&*$"
摘!要!人类微生物组细胞数量是人体细胞的十倍)其中以肠道微生物最为丰富& 基于高通量测序等技术的发展开启了人类肠道 宏基因组及其与人类宿主关系的研究& 研究显示)肠道微生物与机体的系统发育以及糖尿病%肥胖症等疾病密切相关)未来肠道微 生物的相关信息有望成为诊断和治疗依据& 关键词!人类肠道微生物!微生物普查!宏基因组学!高通量测序
平的运算分类单位!P-Q"''(& 胃肠道!包括口腔和粪
便"是采样部位中微生物最多样化的)&#$& 年的统计
数据中包含了数千个 P-Q)共计约 $"# 个属'*(&
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益蛇类要加强保护)所谓的-有害.蛇类)也不主张运
B'
B" 区域%对健康志愿者样本进
行测序)确定无疾病个体微生物多样性)通过 $>K 扩增
子测序分析和宏基因组测序确定群落组成和功能)鉴
定了超过 $ ### 万个百度文库因)将 J6<5CI-肠基因编目扩展
了近 $%# 万个)还检测了各个身体部位之间的微生物
关联 & '&( 人类微生物组含有 ' "## 至 '" ### 个物种水