不同种间微生物菌群移植后不同肠段细菌定植的空间异质性

作者：朱珊珊

来源：广东饲料, 2021, 30(03): 52.

• 肠道菌群
• 空间异质性
• 不同肠段
• 粪便菌群移植
• 全肠道菌群移植

菌群在不同的肠段之间呈现出分区分布。因此,来自特定肠道段的外源微生物群可能仅在微生物群移植过程中侵入其同源肠道位置。粪便作为排泄的残留物包含大多数大肠微生物,但缺乏小肠微生物。我们推测,包括空肠、回肠,盲肠和结肠微生物群在内的全肠道菌群移植(WIMT)比常规粪便微生物菌群移植粪便微生物菌群移植(FMT)更能有效地重塑整个肠道菌群。结果:我们通过分别将空肠、回肠、盲肠和结肠中的菌群移植到无菌小鼠体内,对肠道菌群的分区定居进行了建模。空肠或回肠微生物菌群的移植在无菌小鼠的小肠(SI)中而不是在主要包含变形杆菌、乳酸杆菌科和蓝细菌的大肠(LI)中诱导了更多的外源微生物定植。相反,来自外来盲肠或结肠微生物群的细菌糖化厌氧菌,如拟杆菌科,前鞭毛纲科,弓形螺旋菌科和瘤胃菌科则建立在接受相应肠道分段微生物菌群移植的无菌小鼠的LI中。在无菌小鼠的肠道中,也观察到了微生物功能一致的分区定居模式。与核苷酸代谢、遗传信息处理以及复制和修复有关的基因主要集中在小肠群落中,而与必需营养素如碳水化合物、氨基酸、辅酶因子和维生素代谢相关的基因主要在无菌小鼠的大肠群落中富集。随后,我们比较了FMT和WIMT在重塑无菌小鼠的群落结构方面的差异。FMT主要将LI衍生的微生物和基因功能转移到受体肠中,并成功移植了稀疏的SI衍生的微生物。但是,与FMT相比,WIMT向受体肠道引入了更多的SI衍生微生物和相关的微生物功能。此外,与FMT相比,WIMT还改善了肠道的形态发育,并降低了受者的系统性炎症反应。结论:分段外源微生物群移植证明了细菌在胃肠道中的定植空间异质性,即来自一个特定位置的微生物群选择性地定居在其同源肠道区域。鉴于FMT期间缺乏外源性小肠微生物,WIMT可能是常规FMT在整个肠道重构微生物群的有前途的替代方法。