基于metaproteomics的稳定同位素指纹将肠道细菌与其碳源联系起来,并捕获饮食诱导的基质切换

科学领域:

• 微生物学 微生物学
• 营养科学 营养科学
• 代谢学 代谢学 代谢学

背景情况:

• 饮食极大地影响肠道微生物群的组成和功能,影响宿主健康.
• 确定支持微生物生长的特定饮食成分在体内对于理解宿主-微生物相互作用至关重要.

研究的目的:

• 开发和应用一种新的方法,即基于蛋白质的稳定同位素指纹 (蛋白质-SIF),用于将肠道微生物物种与其食碳来源联系起来.
• 研究饮食中的蛋白质,纤维或脂肪来源的变化如何影响微生物基质的同化和丰富性.

主要方法:

• 利用基于蛋白质的稳定同位素指纹 (蛋白质-SIF) 来测量微生物和宿主蛋白质的天然13C含量 (δ13C).
• 养 gnotobiotic 小鼠,殖民于定义的微生物群,饮食中含有已知的 13C 含量,不同的蛋白质,纤维或脂肪来源.
• 将微生物 δ13C 信号与可用的食基质相匹配,以推断碳同化途径.

主要成果:

• 在对饮食变化的反应中,观察到特定肠道微生物物种和宿主蛋白质的δ13C值和丰度的显著变化.
• 证明微生物基质利用率有所不同:一些物种保持了它们的主要碳来源,另一些物种切换了基质,一些物种利用了宿主化合物.
• 基于其13C特征,成功将微生物蛋白与特定的饮食成分 (蛋白质,纤维,脂肪) 联系起来.

结论:

• 蛋白质SIF是一种有效的方法,用于识别饮食基质同化为肠道内的微生物蛋白质.
• 这种方法可以在不需要标记的基质的情况下分析微生物群基质使用情况,这对人类研究具有前景.
• 了解微生物基质偏好为饮食-微生物-宿主相互作用及其对健康的影响提供了关键的见解.