在体内量化肠道细菌的营养偏好
Xianfeng Zeng1, Xi Xing1, Meera Gupta2
1Department of Chemistry, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA; Lewis-Sigler Institute for Integrative Genomics, Princeton University, Princeton, NJ 08544, USA.
Cell
|September 2, 2022
概括
食纤维和蛋白质是肠道细菌的关键投入,特定的细菌群体对某些营养素有偏好. 这种营养偏好直接影响肠道微生物组合的变化.
科学领域:
- 微生物组研究
- 代谢途径
- 营养科学
背景情况:
- 人们越来越了解肠道微生物在健康和疾病中的作用.
- 主要关注微生物产品,对微生物投入的关注较少.
- 了解肠道细菌的营养利用对于微生物组调节至关重要.
研究的目的:
- 量化检查小鼠肠道微生物组的输入和输出.
- 确定不同细菌属的特定营养偏好.
- 根据饮食,将营养素偏好与微生物组合的变化相关联.
主要方法:
- 使用同位素追踪技术来追踪小鼠肠道微生物群中的营养物流.
- 分析细菌特异性蛋白序列以确定营养利用模式.
- 研究了饮食成分 (纤维,蛋白质) 和宿主衍生的分子 (乳酸盐,3-基酸盐,尿素) 作为微生物输入的贡献.
主要成果:
- 食物纤维是微生物碳水化合物发酵的主要投入.
- 饮食中的蛋白质是分支链脂肪酸和芳香代谢物的主要投入.
- 与葡萄糖或氨基酸不同的是,宿主衍生的乳酸,3-基酸和尿素作为重要的微生物营养素.
- 观察到不同的营养素偏好: 坚果植物喜欢食用蛋白质, 细菌类喜欢食用纤维, 和 Akkermansia喜欢宿主乳酸.
- 这些细菌的营养偏好与饮食变化后观察到的微生物组合的变化相关.
结论:
- 饮食组成从根本上塑造了肠道微生物群,通过选择性地促进利用特定摄入营养的细菌.
- 了解营养偏好提供了饮食和微生物组结构之间的机制联系.
- 这项研究强调了考虑饮食和宿主衍生的输入对于肠道微生物组功能的全面了解的重要性.
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