<>哺乳动物肠道微生物群的传播模式

<>文献导读


所有哺乳动物与细菌相关,影响宿主的消化,免疫和神经内分泌。然而,微生物群内特定细菌谱系在宿主之间传播的途径仍然知之甚小。在过去,生命进化的研究只集中在基因从父辈到子辈之间,即垂直向上传递。这一过程对于地质历史时期生命之树的发展与分化起到了非常重要的作用。在垂直的基因转移中,每个新物种全部的基因材料都源自于一个共同单一的祖先。但在横向的基因转移中,新物种的基因材料可来自它们的邻居,即一些不相关的其它物种。

<>文献介绍

* 英文标题: Transmission modes of the mammalian gut microbiota
* 中文标题:哺乳动物肠道微生物群的传播模式
* 作者: Moeller AH <https://www.moellerlab.com/>(First Author), Suzuki TA,
Phifer-Rixey M,Nachman MW <>(通信作者)
* 单位:康奈尔大学生态与进化生物学系2,纽约,纽约州14853,美国
* 期刊: Science IF:41.05
* DOI:10.1126/science.aat 7164
<>文献摘要

目的:解明微生物群内特定细菌谱系在宿主之间的传播途径,区分垂直和水平在小鼠肠道微生物群中计数传播的细菌谱系
设计
:研究人员在美国亚利桑那州和图森市和加拿大艾伯塔省埃德蒙顿的野生种群中获得了17个小鼠品系,并在一个普通的实验室环境中监测他们的3年近亲繁殖中的肠道微生物群(来自图森和埃德蒙顿的小鼠被安顿在同一房间的不同架上,来自不同路线的老鼠从未直接接触过)
结果:埃德蒙顿和图森微生物的独特性在第十代实验中仍然很明显
结论:根据数据显示,大部分鼠肠道微生物群是垂直遗传的,但是研究还发现少数肠道微生物群是水平传播的。与进化理论一致,根据流行病学数据的基础,小鼠细菌水平传播的
与人类的致病性有关

<>背景介绍


哺乳动物与细菌在影响宿主消化,免疫和神经分泌的关系中相关联,然而,微生物群内特定细菌谱系在宿主之间传播的途径仍然知之甚少。哺乳动物微生物从母亲到后代垂直获得,通过社交互动和共享环境在非亲属中水平获得。由于缺乏旨在解开单个细菌谱系传播的实验,已经阻碍了量化这些传播模式的相对贡献。例如,在区分人类的垂直和水平传播由于难以监测微生物而变得复杂。

<>技术路线图

<>结果

*
野生来源的肠道微生物群之间的群体和个体水平的组成差异在近交小鼠品系中维持10代(图1)研究还发现在野外采样的埃德蒙顿和图森小鼠在组成上具有不同的肠道微生物(图1B)
*
在实验室中取样的埃德蒙顿和小鼠维持组成上不同的肠道微生物群。实验室出生小鼠的微生物与其野生种群中取样的个体相比,以及再和其它野生种群中取样的个体相比,实验室中的小鼠和前者更为相似(图1D)
* 埃德蒙顿和图森微生物的独特性在第十代实验中仍然很明显(图1E)
* 样本间BSDD的模式表明垂直遗传是肠道细菌的主要传播模式。尽管在第十代中保持不同,但图森和埃德蒙顿小鼠的微生物群落的社区成员在实验过程中趋同(图2A)
* 传播途径也与细菌生活方式有关,倾向于厌氧的倾向于垂直传播,而专性需氧菌水平传播

<>评价讨论


本文解明了对哺乳动物肠道微生物群中细菌属的传播模式通过长期的多代评估。通过实验得出了实验室育成的小鼠的肠道微生物群与野生捕获小鼠的微生物群分开,很可能是由于实验室环境中漂移和选择的组合。但是这一切结论是在很多不确定的因素进行的例如传播是否和细菌组合群落有关,又是否实验室中的环境与自然中环境差异性而导致这样的一个结果。这一切都需要在进行相关实验才能修复我们的了解。

<>优缺点:

优点 :实验的设置允许量化肠道细菌谱系对小鼠品系的保真度并鉴定水平传播的肠道细菌谱系
缺点 :由于难以监测多个宿主世代的微生物群,因此在人类中区分垂直和水平传播是复杂的

<>应用

通过哺乳动物的传播途径研究可以解释我们人类的一些疾病的感染,并且可以通过相关理论结果定向的制造一些有益细菌的传播引进

<>文献参考与相关链接

[1]点击查看原文献 <http://science.sciencemag.org/content/362/6413/453>
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