肠道菌群是由许多细菌及其代谢产物组成的复杂生态系统,对人体消化、营养吸收、能量供应、脂肪代谢、免疫调节等诸多方面发挥着不可替代的作用.探索肠道菌群的结构与功能、关键基因与代谢产物,将有助于实现疾病的早期诊断与辅助诊断,发现新的治疗靶点与药物治疗效果评价,更好地指导抗生素的使用.肠道菌群的鉴定在临床诊疗及药物研发等领域都具有重要作用,因此,有必要对这一迅速发展的领域进行全面回顾.传统的鉴定方法无法全面捕捉肠道微生物多样性.随着分子生物学的快速发展,肠道菌群的分类鉴定也从最初的表型鉴定和化学鉴定演变到了分子水平鉴定.本综述整合了肠道菌群的主要鉴定方法及其应用评价,特别关注于分子生物学方法的研究进展,并重点介绍了高通量测序技术在肠道菌群鉴定中的应用,这种革命性的肠道菌群鉴定方法预示着人类对微生物世界认识的全新篇章.

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

人类肠道拥有复杂而丰富的菌群,肠道菌群参与营养吸收、免疫防御、调节代谢等生理功能.肠道微生物群落的变化涉及许多疾病如缺血性卒中、帕金森病的发生发展,甚至与疾病的严重程度相关.而针刺作为中国传统医学中重要的组成部分,被证实对肠道菌群具有调节作用.针刺可以通过调节肠道菌群的群落多样性、丰度调控宿主代谢、免疫应答,影响相关疾病的发展.肠道微生物群靶向治疗相关疾病的机制和模式仍需继续探索.

稻田是甲烷(CH4)的重要排放源之一,其对全球气候变化有着重要影响.大气CO2浓度升高(e[CO2])对稻田生态系统碳循环具有重要作用,阐明e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响对稻田生态系统的固碳和减排具有重要意义.本文综述了 e[CO2]对稻田CH4排放及碳循环相关功能微生物活性、丰度、群落组成和多样性的影响,梳理了 e[CO2]背景下不同微生物过程在稻田CH4减排中的作用及其主要环境影响因素.总体而言,不同e[CO2]平台类型、熏蒸年限、浓度梯度以及增加方式均对稻田CH4排放有着一定影响.e[CO2]促进了稻田CH4排放,但会随着CO2熏蒸年限的增加而逐渐降低,这说明稻田CH4排放相关微生物对e[CO2]具有一定适应性;e[CO2]对稻田CH4排放的促进作用呈先减弱后增强的趋势;骤增处理可能会高估稻田CH4排放.e[CO2]对相关微生物过程的影响主要表现为:e[CO2]提高了产甲烷菌、甲烷好氧氧化菌和厌氧氧化菌活性及主要功能微生物丰度;e[CO2]使甲烷氧化菌群落组成和多样性发生显著改变,但对产甲烷菌和甲烷厌氧氧化菌群落组成和多样性影响不大.最后,本文对未来相关的研究方向进行了展望:1)可综合探究e[CO2]对稻田CH4排放及产甲烷过程、甲烷好氧和厌氧氧化过程的影响,以更好地揭示气候变化对稻田CH4排放的机理;2)应在长期条件下探究e[CO2]对稻田CH4排放及相关微生物过程的影响机制,结果将更为真实、准确;3)需进行多尺度(时间和空间)、多要素(CO2浓度、温度、大气氮沉降和水分管理措施)以及多方法(观测、数据与模型相结合)等综合研究,以有效降低未来气候变化情景下稻田CH4排放及相关微生物过程对e[CO2]响应评估的不确定性.

目的 探讨通督调神法针刺联合石冰醒脑颗粒对血管性痴呆大鼠肠道菌群的影响及其可能的作用机制.方法 将80只大鼠随机分为假手术组、模型组、通督调神法针刺组、石冰醒脑颗粒组、通督调神法针刺联合石冰醒脑颗粒组,每组10只.采用改良双侧颈总动脉永久结扎法制备血管性痴呆模型.石冰醒脑颗粒组采用石冰醒脑颗粒溶解液灌胃,通督调神法针刺组采用通督调神针刺治疗,通督调神法针刺联合石冰醒脑颗粒组采用石冰醒脑颗粒溶解液联合通督调神法针刺治疗.采用Morris水迷宫实验评价各组大鼠认知和记忆功能变化,16S rRNA测序技术分析肠道菌群结构变化.Western blot法检测caspase-3、Bax和Bcl-2蛋白表达水平.结果 与假手术组比较,模型组大鼠平均逃避潜伏期显著延长(P<0.05),caspase-3和Bax蛋白表达水平显著升高(P<0.05),Bcl-2蛋白表达水平显著降低(P<0.05);肠道中罗姆布茨菌等有益菌相对丰度显著降低(P<0.05).与模型组比较,通督调神法针刺组、石冰醒脑颗粒组、通督调神法针刺联合石冰醒脑颗粒组大鼠平均逃避潜伏期显著缩短(P<0.05);caspase-3、Bax蛋白表达水平均显著降低(P<0.05)、Bcl-2蛋白表达水平均显著升高(P<0.05),肠道中密螺旋菌等有害菌相对丰度降低(P<0.05).结论 通督调神法针刺联合石冰醒脑颗粒可改善血管性痴呆大鼠认知功能障碍,其作用可能是通过调节海马caspase-3、Bax和Bcl-2蛋白表达,进一步影响肠道菌群而实现的.

钝化剂可以使土壤重金属由活性态向稳定态转化,降低重金属的迁移和生物可利用性,实现重金属污染土壤的修复.有机碳是反映土壤质量和健康的重要指标,其转化过程对大气化学、全球碳循环起到决定性作用,受到利用方式、农艺措施和治理修复活动的影响.钝化剂的施用一方面会改变土壤结构、团聚体组成和pH、阳离子交换率(CEC)等理化性质,影响土壤有机碳的动态变化;另一方面可以调控土壤微生物群落结构、多样性,改变有机碳转化酶的活性,从而影响土壤有机碳的转化.上述影响受到钝化剂种类、施用量及施用时间等多方面因素的调控.本文论述了不同钝化剂施用条件下,土壤有机碳组分及其变化情况,并探讨了钝化剂对土壤有机碳转化影响的作用机制.未来应基于作用机制,开发兼具固碳增汇与重金属钝化功能的新型钝化剂,并揭示钝化剂施用后土壤有机碳周转及稳定性有机碳的时空分布规律.

心力衰竭患者容易罹患抑郁,二者相互影响,导致患者生活质量降低与预后不良.肠道菌群作为人体最大的微生态系统,其组成、结构及功能变化与宿主的生理和病理状态密切相关.目前,"肠-心/脑轴"已用于解释肠道微生物、血管疾病及情绪状态之间的联系,是心力衰竭与抑郁的重要共病基础.本文综述了肠道微生物、代谢产物、迷走神经等在心力衰竭与抑郁发生、发展中的作用机制,提出地中海饮食、益生菌、菌群移植等具有改善微生物-肠-心/脑轴的潜力,为心力衰竭共病抑郁患者的治疗提供了新的切入点.

银屑病(psoriasis)是与免疫相关的、易复发的慢性炎症性皮肤病,目前还不能完全治愈.银屑病病因和发病机制复杂,炎症因子释放导致的免疫细胞失衡和功能紊乱是银屑病发病的关键.近年来,肠道菌群代谢物与炎症性疾病的研究越来越多,让人们对于肠道菌群代谢物的认识更加深入.胆汁酸(bile acid,BA)是在肠道菌群作用下生成的具有生物活性的代谢产物之一,具有调节免疫平衡、抑制炎症反应、维护内环境稳态等功能.现就BA与银屑病的关系以及相关作用机制作一概述,以期为银屑病的治疗提供新思路.

高脂血症(hyperlipidemia,HLP)是一种慢性代谢性疾病,由遗传因素、相关环境因素以及其他疾病等引起.随着现代医学的发展,人们逐渐将药食同源中药植物黄酮用于高脂血症的防治.天然来源的黄酮类化合物种类多样、结构复杂、生物活性丰富,可防治包括高脂血症在内的多种慢性疾病.然而,其防治高脂血症的具体机制尚不明确,应用药食同源植物黄酮治疗高脂血症周期长、见效慢,在一定程度上影响了对其疗效及安全性的判断.近年来,肠道微生物组、代谢组及转录组学等多组学研究技术和分析方法的不断发展和完善,为药食同源植物黄酮防治高脂血症提供了新的认知思路,基于多组学技术对药食同源植物黄酮降脂机制进行系统归纳和分析,有助于揭示植物黄酮与高脂血症病理过程中关键分子和信号通路的相互作用,为开发治疗高脂血症及其并发症的功能性食品提供指导意义.这不仅有助于推动中医药与现代医学在系统科学与生命组学领域的融合与创新,也为高脂血症防治提供了新的思路和方法.基于此,该文尽可能全面地阐述药食同源植物黄酮在高脂血症防治中的多组学联合作用机制,为高脂血症的防治提供重要理论依据.

肠道微生物在维持宿主体内代谢稳态及宿主代谢性疾病发生发展过程中发挥重要作用，其通过代谢物与宿主相互作用，对机体代谢和免疫调节等生理病理过程产生影响。早期流产是常见妊娠并发症之一，占所有临床妊娠的10%~15%。既往研究表明，肠道微生物群在妊娠并发症的病理生理过程中发挥着重要的作用，有望成为早期自然流产临床预防和治疗的新候选者。早期自然流产与肠道微生物之间的相关性得到越来越多的关注，但肠道微生物群影响早期自然流产的机制需要进一步研究。本文综述了肠道微生物群与早期自然流产发病原因的相关性，显示其可能通过调节人体内分泌、免疫功能、子宫环境参与了早期自然流产的发生发展，希望能够为临床诊治及研究提供新的思路。