微生物与疾病及环境之间关系的研究进展_李伟
微生物与疾病的关系和研究方法
微生物与疾病的关系和研究方法微生物与疾病的关系是一直备受关注的话题。
微生物包括细菌、病毒、真菌和寄生虫等，它们既可以引起疾病，也可以作为有益的共生体存在于生物体内。
因此，研究微生物与疾病的关系以及如何控制微生物感染对于保护人类健康至关重要。
一、微生物与疾病的关系1. 微生物感染引起的疾病微生物能够引起各种疾病，例如感冒、流感、肺炎、百日咳、结核病等。
细菌和病毒是最常见的病原体，它们通过接触、呼吸、食物和水源等途径进入人们的体内，利用人体组织为自己提供营养和生长所需的环境。
一旦免疫系统无法应对它们的攻击，就会导致感染和疾病的发生。
2. 微生物的共生作用微生物不仅仅是病原体，它们还能够与人体建立良好的共生关系。
例如，人类肠道内的微生物群落（肠道菌群）就是人体内最重要的共生体之一。
它们能够帮助人体消化吸收食物中的营养物质，抵抗其他病原体的入侵，维持人体免疫系统的平衡。
此外，许多微生物也可以为人类提供有益的物质，例如维生素、酶和抗氧化剂等。
二、研究微生物与疾病的方法1. 预防微生物感染预防微生物感染是遏制疾病传播的有效方法之一。
人们可以通过保持良好的卫生习惯、注意饮食安全、接种疫苗等手段来预防微生物感染，减少疾病的发生。
此外，利用抗菌药物和抗病毒药物也可以有效地控制微生物感染，但需要严格遵循医嘱使用，以免产生耐药菌株。
2. 检测微生物感染及早发现微生物感染是治疗疾病的关键。
现代医学通过分离培养、血清学检测、核酸检测等方法来检测微生物感染。
其中，核酸检测是最常用的检测方法之一，它可以通过检测微生物特定的基因片段来迅速确认微生物的存在和种类。
3. 探究微生物与疾病的机理了解微生物与疾病的机理对于研究和治疗疾病极为重要。
基础研究可以通过建立疾病模型和微生物感染模型来探究微生物和人体交互作用的机理。
同时，利用基因编辑技术和蛋白质工程技术也可以研究微生物致病的机制和研发新型治疗手段。
4. 开发新型抗微生物药物由于微生物的细微特征和普遍分布，所以研发针对微生物感染的新型药物一直备受关注。
微生物在环境监测中的应用与研究进展
微生物在环境监测中的应用与研究进展在我们生活的这个地球上，环境的变化时刻影响着人类的生存和发展。
为了更好地了解和保护我们的环境，科学家们不断探索各种监测手段，其中微生物作为大自然中微小而神奇的存在，在环境监测领域发挥着越来越重要的作用。
微生物之所以能够在环境监测中大展身手，主要得益于它们对环境变化的高度敏感性和特异性。
不同的微生物种类在不同的环境条件下会有不同的生长、代谢和繁殖情况。
通过对这些变化的观察和分析，我们就能获取有关环境质量的重要信息。
在水污染监测方面，微生物可谓是“先锋战士”。
比如，大肠菌群是指示水体受粪便污染的重要微生物指标。
如果在水样中检测出大量的大肠菌群，那就意味着水体可能存在病原菌污染的风险，对人类健康构成威胁。
此外，通过监测水中藻类的种类和数量变化，也能反映水体的富营养化程度。
当水中营养物质过多时，某些藻类会迅速繁殖，形成水华，不仅影响水质，还可能破坏水生态平衡。
在大气污染监测中，微生物同样也能发挥作用。
一些微生物对特定的大气污染物具有敏感性。
例如，某些真菌在二氧化硫浓度较高的环境中生长会受到抑制。
通过研究这些微生物的生长状况，我们可以间接了解大气中污染物的浓度和分布情况。
土壤中的微生物也是环境监测的重要“情报员”。
土壤微生物的群落结构和多样性会随着土壤污染程度的变化而改变。
比如，重金属污染会导致一些敏感微生物的数量减少，而耐重金属的微生物则可能相对增多。
通过分析土壤微生物的组成和功能变化，我们能够评估土壤的健康状况和污染程度。
微生物在环境监测中的应用方法多种多样。
传统的培养方法虽然操作相对简单，但存在一定的局限性，只能检测到可培养的微生物，而大量不可培养的微生物则容易被忽略。
随着分子生物学技术的飞速发展，基于DNA 和RNA 的检测方法为微生物环境监测打开了新的大门。
聚合酶链式反应（PCR）技术能够特异性地扩增微生物的基因片段，从而实现对目标微生物的快速检测。
荧光原位杂交（FISH）技术则可以在细胞水平上直观地观察微生物的分布和数量。
肠道黏膜免疫屏障及其菌群与机体健康关系的研究进展
肠道黏膜免疫屏障及其菌群与机体健康关系的研究进展李 伟，陈庆森＊（天津商业大学生物技术与食品科学学院，天津市食品生物技术重点实验室，天津 ３００１３４）摘 要：肠黏膜屏障对于防止肠腔内细菌、食物抗原、酶和化学药物等直接与黏膜裸露面接触而引起疾病至关重要，其免疫屏障对机体的健康作用越来越被人们重视。
黏膜免疫系统不仅具有一般性的屏障作用，而且还参与体液免疫和细胞免疫过程，在机体肠道内环境的调节中起重要作用。
随着更深入的研究，人们可能会找到新的维持机体健康的途径。
本文对肠道黏膜免疫调控机理、肠道菌群及营养物质对肠黏膜屏障功能的影响，以及肠黏膜屏障受损对机体健康的危害等方面进行了综述。
关键词：肠黏膜屏障；肠黏膜免疫；ＳＩｇＡ；免疫细胞；肠道菌群；益生元Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｆ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ Ｈｕｍａｎ Ｈｅａｌｔｈ ｗｉｔｈ Ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ Ｍｕｃｏｓａｌ Ｉｍｍｕｎｉｔｙ ａｎｄ ＭｉｃｒｏｆｌｏｒａＬＩ Ｗｅｉ，ＣＨＥＮ Ｑｉｎｇ－ｓｅｎ＊（Ｔｉａｎｊｉｎ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｆｏｏｄ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｆｏｏｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｔｉａｎｊｉｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｏｍｍｅｒｃｅ， Ｔｉａｎｊｉｎ ３００１３４， Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ ：Ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｐｌａｙ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ ｔｈｅ ｄｉｓｅａｓｅｓ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｄｉｒｅｃｔ ｃｏｎｔａｃｔ ｏｆ ｂａｃｔｅｒｉａ， ｆｏｏｄａｎｔｉｇｅｎ， ｅｎｚｙｍｅ， ｃｈｅｍｉｃａｌ ｄｒｕｇｓ ｗｉｔｈ ｍｕｃｏｓａｌ ｓｕｒｆａｃｅ． Ｔｈｅ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ｂａｒｒｉｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｂｅｎｅｆｉｃｉａｌ ｆｏｒ ｂｏｄｙｈｅａｌｔｈ ｈａｓ ａｒｉｓｅｎ ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｐｅｏｐｌｅ＇ｓ ｃｏｎｃｅｒｎｓ． Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｈａｓ ｒｕｎ－ｏｆ－ｍｉｌｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｅｆｆｅｃｔ， ｂｕｔ ａｌｓｏ ｔａｋｅｓ ｐａｒｔ ｉｎ ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓ ｏｆ ｈｕｍｏｒａｌ ｉｍｍｕｎｉｔｙ ａｎｄ ｃｅｌｌｕｌａｒ ｉｍｍｕｎｉｔｙ， ｗｈｉｃｈ ｐｌａｙｓ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｒｏｌｅ ｉｎ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｉｃｒｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｏｆ ｇｕｔ．Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｔｈｏｒｏｕｇｈ ｒｅｓｅａｒｃｈ， ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒａｔｅｇｉｅｓ ｆｏｒ ｒｅｓｔｏｒｉｎｇ ａｎｄ ｍａｉｎｔａｉｎｉｎｇ ｈｕｍａｎ ｈｅａｌｔｈ ｍｉｇｈｔ ｂｅ ｐｒｏｖｉｄｅｄ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｄ ｔｈｅ ｒｅｇｕｌａｔｏｒｙ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｉｍｍｕｎｉｔｙ， ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ ａｎｄ ｎｕｔｒｉｅｎｔｓ ｏｎ ｔｈｅｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ａｎｄ ｔｈｅ ｈａｒｍ ｏｆ ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｂａｒｒｉｅｒ ｄａｍａｇｅ ｔｏ ｂｏｄｙ ｈｅａｌｔｈ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｂａｒｒｉｅｒ；ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｕｃｏｓａｌ ｉｍｍｕｎｉｔｙ；ＳＩｇＡ；ｉｍｍｕｎｅ ｃｅｌｌ；ｉｎｔｅｓｔｉｎａｌ ｍｉｃｒｏｆｌｏｒａ；ｐｒｅｂｉｏｔｉｃｓ中图分类号：Ｒ３９２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－６６３０（２００８）１０－０６４９－０７收稿日期：２００７－１１－３０基金项目：国家自然科学基金项目（３０７７１５２４）作者简介：李伟（１９８３－），男，硕士研究生，研究方向为发酵生物技术和生物活性物质。
微生物与环境的相互关系研究
微生物与环境的相互关系研究微生物是地球上最为丰富的生物群落之一。
在地球上形成了各
种各样的环境，微生物就生长在这些环境中，完成了从基础生产
到分解生产的生态功能，扮演着重要的角色。
从最简单的地下水、矿物质、岩石、土壤，到更复杂的湖泊、河流、海洋、极地，微
生物分布在各种微小区域、摄取、分解生物或无机质，影响生态
功能、生态平衡和生物经济系统。
微生物的作用十分重要。
在土壤中，微生物分解死亡生物和有
机碎片，为植物生长提供养分。
在水体中，微生物吞噬有机物，
对水质起到净化作用。
在海洋中，海洋微生物可以促进海底沉积
物的形成，还是海洋生态的重要组成部分。
在人体中，微生物可
以协助消化、吸收营养，防止疾病和免疫力。
微生物与环境之间的相互作用机制有很多。
其中包括物理。
总之，微生物和环境之间的相互作用十分重要。
我们在生态系
统保护和环境维护中必须重视微生物的作用。
同时，也要加强科
学研究，深入探索微生物的特性和地球生态系统的相互合作机制，
不断挖掘微生物在生态系统建设和环境维护中的巨大潜力，促进可持续发展。
微生物与人类健康的关系及其研究进展
微生物与人类健康的关系及其研究进展人类与微生物有着千丝万缕的联系，微生物可以作为帮助人类维持身体健康的共生好伙伴，也可以对人类的健康产生不利影响。
在近年来的研究中，越来越多的证据表明人类宿主体内的微生物群落与身体健康密切相关，因此探究微生物与人类健康的关系，以及微生物对人类健康的影响和作用，已成为微生物学研究的前沿和热点之一。
微生物是一类以单细胞或多细胞团簇形态存在的生物体，包括细菌、病毒、真菌和原生动物等，虽然微生物在我们的生活中无处不在，但是我们的体内的微生物却一直鲜有人知。
按照各种微生物在宿主体内的分布情况和作用不同，可以将人类肠道内的微生物群落分为有益微生物和有害微生物两类，前者大多属于益生菌，如乳酸菌、双歧杆菌等，后者则往往与肠道疾病和某些慢性疾病的发生有关。
微生物与健康的关系非常密切，彼此之间的关系可以用“共生”来形容。
共生是指不同种类的生物在一定的环境条件下建立并维持一种相互依存、共同利用资源或共同面对环境压力的关系。
在这种共生中，微生物可以利用宿主的自然资源和环境条件为自己提供生存所需，同时也为人类提供必要的生理功能。
其中，乳酸菌常常被称为“肠道之王”，这是因为它们能够在肠道内长时间存活并繁殖，同时还能够合成维生素、抗氧化物质等多种活性物质，对人体健康有很多好处。
微生物与人类健康的关系还表现在镰状细胞贫血和肺结核等疾病上。
目前已知与这两种疾病有关的微生物为链球菌和结核杆菌，它们可能通过启动宿主免疫系统来调节疾病的发生和发展，因此研究微生物与人类健康的关系至关重要。
随着科学技术的日新月异，微生物学领域也迎来了前所未有的发展。
从传统的培养到基因测序技术，再到近年来兴起的宏基因组学，微生物学研究已经进入了一个全新的阶段。
如今，宏基因组学已成为微生物群落研究中的必要手段，通过对微生物群落中的全基因组数据进行分析，可以获得微生物群落的多样性、群落组成和群落功能等信息。
通过宏基因组学技术，科学家们也发现，人类的肠道内存在着大量的微生物群落，这些群落相互关联、影响和影响着人类的生理功能，从而对人类的健康产生积极或者负面的影响。
微生物与人类疾病的关联研究
微生物与人类疾病的关联研究微生物与人类疾病的关联一直是医学和生物学领域的研究热点。
微生物是指那些无法直接看到的微小生物，如细菌、病毒、真菌和寄生虫等。
微生物既可以是人类的朋友，也可以是敌人。
微生物与人类疾病的关系复杂而多样，本文将探讨微生物与人类疾病的关联研究成果。
一、微生物引起的传染病许多传染性疾病是由微生物引起的，其中最常见的是细菌和病毒。
细菌引起的传染病包括肺炎、结核病和性传播疾病等。
病毒引起的传染病有感冒、流感、艾滋病等。
这些微生物通过传播途径，如空气、食物、水源和昆虫叮咬等方式进入人体，引发相应的疾病。
二、微生物与免疫系统的关系免疫系统是人体对抗微生物感染的重要防线。
微生物的感染会激活人体的免疫系统，引发免疫反应。
人体通过免疫反应来消灭入侵的微生物，以维护身体健康。
然而，有些微生物可以通过各种方式规避免疫系统的攻击，导致感染持续存在。
这些微生物对人类的免疫系统构成挑战，也是研究的重点之一。
三、微生物与慢性疾病的关联除了引起传染病外，微生物还参与了许多慢性疾病的发生和发展。
例如，胃溃疡和胃癌与幽门螺杆菌的感染有关。
微生物还与炎症性肠病、自身免疫疾病和肥胖等疾病密切相关。
近年来，微生物组的研究揭示了微生物与慢性疾病之间的关联，为这些疾病的治疗和预防提供了新的思路。
四、微生物的应用与微生物相关的研究不仅仅局限于疾病的研究，还涉及微生物在生活和工业中的应用。
比如，益生菌在改善肠道健康方面的效果已经被广泛研究。
此外，微生物可以生产抗生素和其他重要的生物活性物质，为人类带来了巨大的医学和生物工程的潜力。
总结：微生物与人类疾病的关联研究多年来取得了丰硕的成果。
这些研究不仅有助于我们更好地理解微生物对人类的影响，还为疾病的治疗和预防提供了科学依据。
未来的研究将进一步揭示微生物与人类健康之间的复杂关系，为人类健康提供更多的解决方案。
微生物的研究在医学和生物学领域具有重要的意义，我们期待着更多的突破和发现。
微生物与人类疾病关联性研究
微生物与人类疾病关联性研究近年来，微生物与人类疾病的关联性研究成为生物医学领域的热门话题。
微生物是指肉眼无法直接看到的微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
这些微生物存在于人类身体的不同部位，如消化道、皮肤和呼吸道等。
与人类共生的微生物称为共生微生物，它们与人类之间存在着复杂的相互作用。
本文将探讨微生物与人类疾病之间的关联性，并介绍相关研究的最新进展。
一、共生微生物与人类健康共生微生物在人类身体中发挥着重要的生理功能。
首先，它们帮助人类消化和吸收食物。
例如，胃肠道中的益生菌能够分解食物中的纤维素，提供人体所需的营养物质。
其次，共生微生物对维持人体内免疫平衡起到关键作用。
它们与人类免疫系统之间进行持续的相互作用，帮助人类识别和应对外界的致病微生物。
此外，共生微生物还可抑制病原微生物的生长，起到保护宿主免受感染的作用。
二、微生物与人类疾病的关联尽管共生微生物对人类健康至关重要，但某些微生物也可引发人类疾病。
许多疾病的发生与特定微生物的感染密切相关。
以肠道为例，当肠道中的有害微生物数量增加时，可能引发肠道感染，导致腹痛、腹泻等症状。
此外，部分微生物对人类免疫系统产生负面影响，可能导致自身免疫性疾病的发生。
研究还发现，某些微生物与肥胖、糖尿病等代谢性疾病之间存在关联。
三、微生态平衡与人类疾病微生态平衡是指共生微生物与宿主之间的相互关系达到一种相对稳定状态。
当微生态平衡被打破时，人类可能易患疾病。
一些因素如抗生素的滥用、不良饮食习惯以及环境因素的改变等都可能破坏微生态平衡。
这种微生态平衡的改变可能导致有害微生物的增加和益生菌数量的减少，从而引发疾病的发生。
因此，维护良好的微生态平衡对于维持人类健康至关重要。
四、微生物研究的最新进展随着技术的进步，微生物与人类疾病关联性的研究取得了长足的进展。
新一代测序技术的应用使得科学家能够更准确地鉴定共生微生物的种类和数量。
此外，利用基因组学和代谢组学等技术，研究人员可以深入了解微生物与人类宿主之间的相互作用机制。
第一届药用植物次生代谢青年科学家论坛圆满落幕
由陕西省科协、陕西省高校科协联席会主办，西北农林科技大学科协、西北农林科技大学生命科学学院、东北林业大学生命科学学院、林草联盟和我们共同承办的“第一届药用植物次生代谢青年科学家论坛”于11月20号完美落幕。
本次会议分为4个分论坛，会前注册人数为1000人，会议期间有来自150多个学校及科研单位的老师同学参与了线上直播，会议累计学习2265人次，其中单个论坛直播同时在线观看交流人数为400-700人左右。
四个分论坛都给我们带来了高质量的报告分享，小伙伴们是不是意犹未尽？下面跟小维一起来回顾四个分论坛的精彩瞬间吧。
01药用植物次生代谢调控一直在中药领域深耕的开国银老师，给我们分享了他们课题组在过去的这15年间有关丹参方方面面的研究，不论是关于“WRKY1、WRKY2、ERF1、ERF115”等转录因子对于丹参中丹参酮还有酚酸的合成和积累的调控，还是关于体外建立丹参发根体系用于提高代谢物丹参酮的积累，都对于丹参的研究具有重要意义。
而同样致力于丹参的转录调控研究的麻鹏达老师，同样也带来了对丹参转录因子的完善研究，在利用外源诱导子的基础上，筛选出丹参中的9个JAZ转录因子，而这些转录因子的调控网络具有3种不同调控方式，包括转录因子内部相互互作调控、调控其他转录因子、或者调控基因的表达，建立出丹参中丹参酮和酚酸间的调控联系。
感谢两位老师带来的有关丹参的相关研究分享，而对于这个药用植物“模式植物”丹参的研究也能助力其他药用植物的研究。
报告剪影说到研究药用植物中调控机制的研究，张阳老师带来了不一样的思路，从非药用植物番茄入手，从而建立起完善的研究思路应用于药用植物的研究，而从这一物种入手，张阳老师课题组也同样交出了漂亮的成绩单，不论是从黄三文老师课题组关于番茄的群体组学（基因组+转录组+代谢组）结果中筛选到一个与4-香豆酸相关的SNP位点之后进行的研究，结果发现了调控腺毛生长的转录因子SIMIXTA，而该转录因子同时也可以与莽草酸途径的限速酶DAHPS的编码基因进行结合，促进芳香氨基酸和下游次生代谢产物的产生，从而将碳通量导向芳香氨基酸的合成，为下游二级代谢提供产物；还是从个体组学的研究中，建立起MicroTom番茄所有主要生长阶段和组织的转录组和代谢组MMN数据集，该数据集可以用于研究番茄重要代谢通路的调控，从该数据集中分离出一个甾体糖苷生物碱代谢途径中的新转录因子bHLH114，该转录因子可以正调控SGA的合成，而不是直接调控之前报道的MYC2转录因子，这些研究都为后续建立其他药用植物的研究体系打下夯实的基础，也给在药用植物领域研究的科研工作者们一些启发。
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论上试图更准确地阐释微生物与环境的作用方式。 1 微生物与疾病的研究 1． 1 微生物与肥胖的研究
在微 生 物 与 肥 胖 关 系 的 研 究 上，B． S． Samuel 等［3］研究发现，一些细菌与肠壁受体 Gpr41 的激活相 关，进而影 响 动 物 的 营 养 消 化 和 肥 瘦。 高 纤 维 食 物 （ 如水果和蔬菜） 消耗的增加导致细菌丰富程度增 加，进而改善一些与肥胖相关的临床症状。肠道微生 物失衡还会影响动物各种社会、情感和焦虑样行为。 肠胃疾病在孤独症谱系障碍（ ASD） 中很常见，这可能 与由共生菌所产生的代谢产物 4 － ethylphenylsulphate （ 4EPS） 焦虑样行为有关，益生菌在治疗此类疾病时 存在潜在价值。借助改造宿主自身携带的有益细菌， 可以抑制昏睡症罪魁祸首锥体虫的生长，从而达到遏 制昏睡症传播的目的。人们一直认为，益生菌酸奶对 肠道微生物有正面影响，但这种影响是如何发生和发 展的，N． P． McNulty 等［4］研究发现，食用酸奶不会改 变人和小鼠肠道菌群的种类和基因含量。然而，对小
对微生物的研究一直受技术的制约，大多数微生 物不可培养性增大了环境中微生物研究的难度，那些 占绝大多数的、不能培养或没有培养出的微生物成为 一个基本上未被开发、利用的资源［1］； 再加上各种因 素均可以影响微生物多样性，包括饮食、地理、温度、 生理和与宿主接触的时间。A． Cotillard 等 ［2］研究发 现，饮食间隔时间可引起肠道微生物菌群多样性的不 同。之前均是研究一种或几种细菌对动物机体的影 响，这种利用简单微生物系统进行的试验有可能为演 化和生态过程提供线索。但这样的试验结果是否适 用于真正的生态系统？ 科学家们不断地从技术和理
T． D． Lieberman 等［8］利用全基因组测序法，研究 了肺囊性纤维化患者的细菌病原菌（ Burkholderia dolosa） 的变化情况，鉴别出 17 种目标基因。Y． Zhang
等［9］首次成功地建立了一个海栖热袍菌（ T． maritima） 的蛋白质三维结构和主要代谢网络的完整模型， 进一步研究成功破译了海栖热袍菌的主要代谢过程 中 478 个蛋白质的形状、功能及这些蛋白之间的相互 作用，发现了这些蛋白质及 562 种细胞内代谢反应和 83 种细胞外代谢反应之间的联系。J． J． Faith 等［10］ 应用 LEA － seq 方法（ 该方法可以长时间追踪菌株的 变化） 对人粪便中的 微 生 物 群 落 进 行 分 析，结 果 发 现： 有 60% 的细菌菌株在长达 5 年时间内仍然保持 着稳定； 此外，减轻体重比时间的延续对微生物组成 有更明显的影响。C57 BL /6 大鼠胃肠道不同区段的 微生物群落存在明显差异，并且不同区段存在不同的 核心微生物区。这些研究表明，肠道微生物群的改变 可作为宿主健康及功能的标志物，即单位时间内肠道 菌群结构相对稳定。免疫抑制性受体 PD － 1 具有维 持 IgA 质量和控制肠道菌群构成的作用，如果这种受 体缺失，肠道内的微生态环境就会紊乱，进而导致全 身免疫系统过度活跃。这些研究都提示微生物对机 体的免疫系统和内分泌系统起到重要作用。 2 微生物适应环境机制的研究 2． 1 群体感应系统
中图分类号： S852． 6
文献标识码： A
文章编号： 1004 － 7034（ 2015） 10 － 0067 － 04
关键词： 微生物； 疾病； 生物信息学； 环境； 肥胖； 健康 摘 要： 微生物无处不在，并与动物机体存在着微妙的、紧密的联系。微生物与动物健康息息相关，宿 主与微生物之间的相互作用关系着动物的新陈代谢、免疫稳态及神经系统等生理反应。微生物群落 结构的平衡和稳定是动物代谢和健康的关键。文章介绍了微生物与疾病及环境之间关系的研究进 展，并对微生物与动物疾病及环境的研究与应用前景进行了展望。
细菌可以利用群体感应系统 （ quorum sensing ， QS） 来进行通信，使得它们对周围的环境进行特异性 应答。目前，科学家们发现了群体感应系统与生物被 膜的形成存在内在关联，QS 可以控制细菌细胞的产 物释放到外界环境中。如鼻腔中的细菌可以产生生 物被膜以抵御抗生素的作用，QS 能在绿脓杆菌生物 被膜形成的时候起到作用，以调节生物被膜的厚度和 密度。当细菌进行 QS 调节的时候，细菌生物被膜对 抗生素的敏感性会增加。 2． 2 分子机制的研究
Key words： microbes； disease； bioinformatics； environment； obesity； health Abstract： Microbes exist everywhere，and there is a subtle and close relation between microbes and animal body． Microbes are closely related to animal health，and the interaction between the host and microbes concerns physiological responses of animal metabolism，immune homeostasis and nervous system． A balanced and stable microbial community structure is the key to animal metabolism and health． This paper introduces the research process of relationship among microbes，animal disease and environment，and looks into the prospects of the research and application of microbes，animal disease and environment．
Heilongjiang Animal Science
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and Veterinary Medicine
№ 10 2015
鼠肠道细菌的基因表达及其尿液中代谢物的进一步 分析发现，食用酸奶可引起许多代谢通路发生明显变 化，尤其是那些与碳水化合物处理有关的代谢通路。 1． 2 微生物与肠道疾病的研究
结肠炎是肠道菌群及黏膜免疫系统与环境和遗 传影响因素之间的动态平衡被破坏的结果，肠道有益 菌可以帮助宿主抑制炎症的发生。宿主与微生物相 互作用的相关基因与炎性肠病有关。H． Koch 等［5］ 研究发现，消化道细菌有保护使蜜蜂不受寄生虫感染 的作用。微生物共生因子能预防肠道炎症性疾病，如 脆弱拟杆菌（ Bacteroides fragilis） 能保护小鼠远离炎 症性疾病。无菌小鼠更容易患化学诱导的结肠炎并 对过敏性哮喘的诱发更为敏感，进一步研究发现，无 菌小鼠的组织中有着较高数量的自然杀伤细胞（ NK 细胞） ，而这又伴随与炎症相关的一种受体 CXCL16 表达的增加，进而认为早期接触微生物可改变 NK 细 胞功能，从而抑制炎症。I． D． Iliev 等［6］研究发现，在 动物疾病模型中 Dectin － 1 蛋白可以抵御天然真菌 产生的炎症。小肠结肠炎耶尔森菌（ Yersinia enterocolitica） 有特殊的双层膜结构（ 即黏附素，是一种特殊 膜蛋白） ，可以帮助细菌吸附于宿主细胞表面并侵入 到宿主细胞中，随后对其进行感染，这种黏附素可以 通过一种复杂的自我转运机制到达细菌表面。 1． 3 微生物与机体免疫的研究
在基因水平 上，微 生 物 可 通 过“水 平 基 因 转 移 ” （ horizontal gene transfer，HGT） ，即来自不同支系的细 菌通过交换，获得从上一代那里得不到的遗传信息。 早在 1928 年，G． Frederick 已经发现感染小鼠 DNA
肠微生物组 － 脑轴的调节是维持内环境和中枢 神经系统稳定必不可少的。研究发现，怀孕妇女微生 物菌群多样性的改变是有益的，有可能改变免疫系统 状态，并促进新陈代谢。抑制新生儿免疫系统可促进 其肠道益生菌生长，说明免疫系统发育不完全不是导 致新生儿出生后最初几个星期免疫功能低下的原因， 而与肠道菌群有很大关系。瑞特乳酸菌（ Lactobaccilus reuteri ） 能 够 产 生 抗 菌 物 质———罗 氏 菌 素 （ reuterin） ，该益生菌可能会保护肠道上皮细胞抵抗来自 食源性细菌病原体沙门杆菌（ Salmonella） 的感染。研 究表明，不同脂肪进食量可改变 C57 BL /6 小鼠的肠道 菌群整体结构。这些通过改变能量进食量而引起肠 道菌群的变化，往往伴随着血清脂多糖结合蛋白的显 著降低，这表明随着进食的变化动物可以建立相对平 衡的肠道菌群体系，甚至肠道菌群可通过产生的短链 脂肪酸（ SCFAs） 受体 Olfr78 和 Gpr41 调节宿主的血 压并帮助治疗癌症。K． Atarashi 等［7］用分离的 CD4 （ + ） FOXP3（ + ） regulatory T（ Treg） 细胞诱导人肠道 原有微生物菌株，得到 17 种能帮助人体调节免疫功 能失衡的细菌，并起到防止出现炎症的效果。 1． 4 微生物与其他疾病的研究
收稿日期： 2014 － 11 － 18； 修回日期： 2015 － 05 － 31 基金项目： 国家科技部支撑项目（ 2012BAD12B05 － 01） ； 现代农 业（ 肉牛牦牛） 产业技术体系专项（ CAＲS － 38） 作者简介： 李 伟（ 1981 － ） ，男，助理研究员，博士研究生，研 究方向为反刍动物营养，513320948@ qq． com． 通信作者： 曲永利（ 1972 － ） ，男，教授，博士，博士生导师，研究 方向为反刍动物营养，ylqu007@ 126． com．