揭开微生物组学和人体健康关系的面纱|ASN NUTRITION 2018 现场快讯报道(四)

文 / 极养科教
2019-06-09 15:20

近年来,微生物组学的发展越来越受人瞩目,尤其是对于人体营养状态的影响更是时下的热门话题。ASN 2018 营养年会怎么可能会错过这个热点呢!以“为在营养、微生物、以及相关领域的科研人员提供一个相互交流的平台来共同发展营养与微生物相结合的领域”为宗旨,ASN举办了第一个以肠道菌群为主题的论坛--新兴的微生物组学科学和对人体营养的影响。小小的会场人山人海,已经容纳不下大家对肠道菌群研究的热情。由于反响太好,明年ASN肠道菌群会有一天的专场,而且已经成功申请到了ballroom, 非常期待!

下面,我们ASN专题采访小分队的Yuan 会详细把当天论坛的报告与盛况与大家分享。让我们在聆听这些学术讲座的同时,感受来自现场的热情与温度吧!

Topic 话题 1

Counting calories considering our co-resident: toward a “holobiont” view of energy acquisition

考虑与我们共生的微生物来计算卡路里:基于“宿主与其共生微生物”的观点来看能量获取

Speaker演讲者:Rachel Carmody教授

Background 背景 >>>

人体获得的能量不仅由摄入的可消化的食物带来,饮食的非卡路里成分(不可消化的膳食纤维)通过对肠道微生物群的影响而对宿主热量摄入产生影响。一些膳食纤维可在肠道中经微生物发酵产生短链脂肪酸,为人体供能,因此肠道微生物对宿主能量摄取具有潜在影响。

Highlights 摘要 >>>

  • 肠道菌群对饮食有高度的敏感性。来自人群和老鼠的实验数据都发现了不同的饮食习惯会导致肠道菌群的分异性。

  • 食物烹制对肠道菌群的影响:

  • 实验一:将小鼠分成三组。第一组喂生红薯(不限制数量);第二组喂熟红薯(不限制数量); 第三组喂熟红薯(限制数量)。前4天收集三组小鼠的粪便样本并用16S Sequencing技术分析粪便成分;第五天收集盲肠样本并用mRNA Sequencing分析转录信息。

  • 实验二:从吃生红薯和熟红薯的小鼠里分别取菌群。将有活性或经过高温灭菌的菌群接种给其他小鼠。分别取1-5天、第8天、第11天和第14天的粪便样本,通过16S Sequencing分析菌群成分。

  • 小结:煮熟食物可以导致:

1)更多能量直接被宿主获取;

2)减少会被发酵的淀粉

3)改变肠道菌群的结构和功能

4)减少不能消化的能量

  • 今后的方向:

    1)营养在回肠的吸收;

    2)短链脂肪酸的潜在热量;

    3)小肠菌群;

    4)菌群对肠道消化功能的影响;

    5)菌群营养的使用;

    6)菌群补充剂;

    7)肠道菌群的影响因素;

    8)菌群和载体关系的机制

Summary 总结 >>>

饮食习惯包括烹调方式、食物种类都会对肠道菌群造成影响,并形成独特的菌群。煮熟的食物利于消化和吸收,也会改变肠道菌群的结构和功能。今后对于菌群营养和影响肠道菌群的因素的更多研究将会为我们的应用带来更多有价值的信息。

讲者简介|Bio of Prof. Rachel Carmody

Rachel Carmody is an Assistant Professor in Human Evolutionary Biology and Director of the Nutritional & Microbial Ecology Laboratory at Harvard University. Her research investigates the biological, behavioral, and environmental determinants of energy gain and utilization, and how changes in these factors over evolutionary time have shaped the human body.

Rachel Carmody是哈佛大学人类进化生物学助理教授和营养与微生物生态学实验室主任。她主要研究决定能量获取和利用的生物、行为、和环境因素,以及这些因素随着进化时间的变化如何影响人体。

Topic 话题 2

Gnotobiotic Models in Nutrition Research: Opportunities and Challenges

营养研究中的悉生生物模型:机遇和挑战

Speaker演讲者:Lars Eckmann教授

近年来,悉生动物已在生物医学等多个领域中得到了广泛的应用。凡在某一生物体中没有任何可检出的其他生物,或者除少数栖息其中的已知生物外,不能再检出其他生物的,称为悉生生物。在悉生生物学领域中,无菌动物被用于研究接种特定已知微生物的效果,这使研究人员能够通过接种的细菌来专门控制动物的微生物群。该模型已广泛用于了解宿主— 微生物相互作用以及微生物在肠屏障(主要是肠上皮)的发育、功能、和动态平衡对影响人类健康和疾病的作用。

  • 肠道菌群影响酒精代谢:无菌老鼠比一般的老鼠更容易受到酒精对肝脏的损害;菌群缺乏增加了酒精代谢酶在肝脏的表达

  • 维生素A缺乏对肠道菌群的组成有很大影响,尤其是普通拟杆菌(Bacteroidesvulgates)的生长。

  • 悉生生物实验室设施目前存在的挑战:

  • 需要很多前期准备

  • 工作量大

  • 无菌食物处理很重要,目前没有最理想的无菌处理方式

  • 复杂的动物实验处理

Summary 总结 >>>

悉生生物学实验室在研究肠道菌群及其对人体健康方面有很大帮助,但仍然有很多挑战,成本高和操作复杂是主要原因。目前根据此模型得出的结论有维生素A对肠道菌群有很大影响,而菌群的缺乏又影响酒精对肝脏的损伤。

讲者简介|Bio of Prof. Lars Eckmann

Lars Eckmann, MD, professor of medicine and a researcher in the Division of Gastroenterology, is a senior investigator in the study. Eckmann directs the UCSD Center for Tissue Repair, Epithelial Biology and Inflammation, and Transformation (C-TREAT), a National Institutes of Health Digestive DiseaseResearch Development Center. He addresses the mechanisms governing infection-related intestinal disease and the host defenses against them and the pathophysiology of intestinal inflammation.

Lars Eckmann是医学博士,医学教授,胃肠病学研究员,他是该领域的资深研究人员.。Eckmann教授所领导的UCSD中心主要在从事组织修复、上皮生物学和炎症及转化方面的研究,这是美国国家卫生研究院的一个健康消化疾病研究开发中心。他主要研究感染肠道疾病的治疗机制以及针对他们的宿主防御机制和肠道炎症的病理生理学。

Topic 话题 3

Diversity and dynamics of fermented food microbiome implications for food quality and safety

发酵食品微生物组学对食品质量和安全性的多样性和动态

Speaker演讲者:Benjamin Wolfe 教授

食品发酵技艺是一种古老的用于食品长期保存和风味食品加工的生物技术。发酵食品的制造利用了有益微生物的发酵作用,将原料中的淀粉、蛋白质和脂肪三大营养物质进行分解、转化,产生相应的代谢产物,赋予食品拥有发酵之前所不具备的独特风味和营养价值,同时发酵食品也对健康产生一定的作用。

  • 发酵食物:

  1. 大家都喜欢发酵的食物,但很少有人知道发酵食物中的菌群到底是什么?

  2. 是什么控制了食物中的菌群种类和数量?

  3. 我们如何运用现有知识改善发酵类食物

  • 三种奶酪 (见图例):

  1. 裂纹外皮类奶酪 (Bloomy Rind):接种霉菌;

  2. 冲洗外皮类奶酪 (Washed Rind):用盐洗;

  3. 自然外皮类奶酪 (Natural Rind):做很少的处理

裂纹外皮类奶酪

冲洗外皮类奶酪

自然外皮类奶酪

  • 奶酪对健康好的影响:

  1. 益生菌;

  2. 一些菌群有抗炎症作用(例如:马胃葡萄球菌);

  3. 产生有益物(例如:Vitamin K)

  • 奶酪对健康不好的影响:可能会有

  1. 霉菌;

  2. 病菌

Summary 总结 >>>

发酵食物包括奶酪、酸奶、食醋、黄酒、豆腐乳、泡菜等等。原料、工艺、和环境三类因素共同决定了发酵过程中的微生物菌群种类及其丰度,进而影响相应发酵食品的安全性、风味品质和营养功能。西方人常吃的奶酪会产生益生菌和其它有益物,也有抗炎作用,但其可能含有的霉菌和病菌也会对健康造成影响。

讲者简介|Bio of Dr. Benjamin Wolfe

Dr. Benjamin Wolfe is an assistant professor of microbiology in the Department of Biology at Tufts University. His lab uses model systems to determine the ecological and evolutionary processes that shape the diversity and function of microbiomes. His study focuses on identifying the molecular mechanisms that control the assembly and function of microbial communities and determining how microbial species evolve within multi-species communities. Projects integrate experimental evolution, metagenomics, comparative genomics, genome engineering, and in situ community reconstructions.

Benjamin Wolfe博士是塔夫茨大学生物系微生物学助理教授。他的实验室使用模型系统来确定影响微生物群多样性和功能的生态和进化过程。他主要研究确定控制微生物群落组装和功能的分子机制,以及确定微生物物种在多物种群落中的进化过程。项目整合了实验进化、宏基因组学、比较基因组学、基因组工程和原生社区重建。

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「Voice of Nutrition」营养之声|

重磅专栏上线

「Voice of Nutrition」(中文:营养之声;简称:VON),是「营养青年会」策划已久重磅上线的系列专栏。VON旨在广泛关注全球营养各细分领域,如科研、临床、政府、教育、行业及国际上的最新进展、成就与挑战,以促进不同细分领域内外的交流、互动、学习与合作。「营养之声」包括6个子栏目,2018年全面上线:

  • 「Voice of Nutrition」之 全球对话

  • 「Voice of Nutrition」之 科研动态

  • 「Voice of Nutrition」之 国家策略

  • 「Voice of Nutrition」之 科教传播

  • 「Voice of Nutrition」之 临床前线

  • 「Voice of Nutrition」之 健康产业

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编辑|ICNYSN“ASN 2018专题采访”小组