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2018-10-24浏览量:1136

婴儿粪便也大有可为,这坨粑粑需要重新审视一下

★  粑粑的开发  ★

最近微生物组科学家们又有了新的点子:开发新的益生菌组合- 从婴儿的粪便中。是的,不要怀疑,你没有看错。美国Wake Forest医学院的研究人员开发了一种益生菌“混合物”,这种混合物来自婴儿粪便中的肠道细菌菌株组合,可调节肠道菌群并增加短链脂肪酸(SCFAs,尤其是丙酸和丁酸)的产生。

为啥是本宝宝的粑粑呢?

或许你会有疑问:为什么选取婴儿的粪便呢?Wake Forest医学院分子医学助理教授Hariom Yadav博士解释说: “婴儿通常非常健康,并且不会患与年龄相关的疾病,如糖尿病和癌症。 而且,他们的便便很容易获得”。

本宝宝的粑粑有啥好的呢?

科学家们是如何将婴儿的粪便变废为宝的呢?其实,Hariom Yadav博士是从婴儿的粪便中分离出对人体健康大有益处的益生菌。那什么是益生菌呢?联合国粮农组织和世界卫生组织将益生菌定义为:当摄入一定数量时能够对人体健康产生有益作用的活的微生物制剂。其应用于人类时必须满足以下标准:(a)人类起源,(b)无潜在毒性基因,(c)对普通抗生素敏感,(d)耐胃和肠理化条件;最好是(e)过氧化氢阴性,(f)能够附着在肠上皮膜上,(g)能够与肠内其他微生物竞争。

过去的研究表明,益生菌定植于肠道后,能够帮助机体消化并代谢食物从而产生人体所需的营养物质,同时还能够抑制致病菌的生长繁植,并与机体的免疫系统发生相互作用。此外,特定的益生菌菌株甚至可以有效预防或治疗动物模型和人类的某些疾病。

Hariom Yadav博士即是从益生菌这个角度出发,从婴儿粪便中筛选出优质益生菌。双歧杆菌和乳酸菌是研究最多的益生菌属。目前已知双歧杆菌可以调节肠道菌群和短链脂肪酸(SCFAs),但是关于乳酸菌的研究数据仍不是很多。因此,Hariom Yadav博士在本研究中选择了乳酸菌,并纳入了肠球菌。因为肠球菌与乳酸菌结合后,SCFAs(尤其是丁酸盐)的水平可能会更高。

 那么大家会有疑问:为什么要升高短链脂肪酸的水平呢?短链脂肪酸又有什么作用呢?“短链脂肪酸是保证肠道健康的关键分子,”Hariom博士指出。 “患有糖尿病,肥胖症,自身免疫性疾病和癌症的人通常会表现出短链脂肪酸减少。增加SCFAs的水平有助于维持甚至恢复正常的肠道微生态,并改善健康状况。”

怎么开发粑粑呢?

那么,怎么从宝宝的粪便中分离出所需的益生菌呢?Wake Forest研究小组收集了34名健康婴儿尿布的粪便样本。通过可靠的分离方法、菌株特性与安全验证手段,将具有益生菌属性的婴儿肠道乳酸杆菌和肠球菌菌株分离出来,研究人员选择了所分析的321个菌株中最优的10个菌株进行功能验证实验。

筛选条件

作者写道:“我们开发了一种人源益生菌混合物,能够调节肠道菌群以及增加天然SCFA的产生。参照益生菌应用标准:对模拟胃和肠道条件的耐受性、对肠上皮细胞的粘附、不存在潜在的毒力基因、细胞表面疏水性以及对常见抗生素的易感性等,分离出具有益生菌属性的婴儿肠源乳酸杆菌和肠球菌菌株10个(每个属5个)。”

小小肠道菌群,拥有大大作为

功能验证

为了测试这些人源益生菌改变肠道菌群以及产生SCFAs的能力。在小鼠模型中,给予小鼠单剂量以及连续五剂量这10种益生菌的混合物,随后检测小鼠肠道菌群变化及SCFAs产生水平。为验证所选益生菌对人体肠道菌群和SCFAs产生的调节能力,建立了体外人粪浆系统:用于反映及检测人体肠道菌群和肠道有机环境的特征。研究人员将相同剂量的相同益生菌混合物加入到体外人粪浆系统中进行体外模拟实验。

 结果发现,单剂量以及连续五剂量这10种益生菌混合物能够调节肠道菌群,并增强小鼠肠道和人类粪便中SCFAs的产生。

益生菌的未来

上面为大家讲述了婴儿粪便中乳酸杆菌和肠球菌等益生菌的开发。在这个过程中,我们也了解到益生菌的定义与功效。益生菌对于人类健康的功效是毋庸置疑的。益生菌广泛存在于各种食物中,包括酸奶、酸菜和其它发酵制品。甚至越来越多的益生菌制剂的保健品也出现在市场上。但是关于益生菌制剂相关的产品目前仍然存在着争议。补充益生菌真的有用吗?

也许以色列的研究员能帮助我们解答这个问题。9月6日,以色列研究员在Cell上发表了关于益生菌在在健康成人肠道定植情况的文章。研究结果发现服用益生菌后,益生菌在肠道的定植存在个体差异。肠道本底微生物菌群影响了益生菌的定植拮抗。因此,益生菌仅可以在一部分人的肠道定植。所以,这也就意味着:我们摄入的益生菌不一定都会定植于肠道,你现有的肠道菌群“原住民”会决定你补充的益生菌哪些会定植下来。未来我们可以根据每个人的肠道微生物菌群组成和基因表达的情况,来预测哪些益生菌菌株更容易定植。这样我们就可以为每个人提供个性化的益生菌补充方案,同时也会达到更好的功效。那么,你准备好了吗?你的私人定制益生菌正在向您奔来~

参考资料:

1. Nagpal R, Wang S, Ahmadi S, et al. Human-origin probiotic cocktail increases short-chain fatty acid production via modulation of mice and human gut microbiome[J]. Scientific reports, 2018, 8(1): 12649.

2. Zmora, N., Zilberman-Schapira, et al. Personalized Gut Mucosal Colonization Resistance to Empiric Probiotics Is Associated with Unique Host and Microbiome Features[J].  Cell, 2018, 174(6), 1388–1405.e21. 

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