人体细胞和肠道微生物数量
肠道代谢组学
百泰派克生物科技
肠道代谢组学
肠道代谢组学又称肠道微生物代谢组学，是研究机体肠道内所有微生物及其代谢物的科学。
人体肠道内分布有高达100万亿个细菌，其数量接近自身细胞的10倍，
基因组总量约为自身基因数目的150倍，有人体“第二基因组”之称，肠道的微生物菌群也被称为人体另一个“器官”。
肠道微生物主要通过其小分子代谢物与宿主进行密切的信息交流和相互作用，在代谢、免疫、疾病以及神经系统发展和调控中起到了重要作用，影响着宿主的消化吸收能力、抵御感染风险的能力以及宿主对疾病治疗药物的反应，与机体健康和疾病密切相关。
肠道微生物代谢组学运用代谢组学技术分析肠菌代谢物的动态变化，旨在寻找与宿主病理生理变化相关的肠道微生物关键代谢物，确定与某项疾病相关的生物标志物，为临床诊断提供新的方法，为进一步治疗提供新的方向和思路。
百泰派克生物科技采用Thermo公司最新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC色谱，提供非靶向代谢组学服务技术包裹，可对多种样品如肠道微生物、血清、尿液、体液、脑脊液等进行代谢物分析，欢迎免费咨询。
人体肠道微生态 生命早期微生物对健康的意义
（11）、2015年，Dachuan Zhang等研究表明， 肠道菌群通过TLR及MyD88信号通路介导中性粒细 胞的衰老；如果清除肠道菌群会导致循环中的衰老 中性粒细胞显着减少，并增加了炎症相关的器官损 伤
（12）、2014年，Manon DSchulz等在K-ras小 鼠身上证明，高脂饮食可以促进小肠肿瘤发生且与 肥胖无关。 （13）、2014年，Nan Qin等构建了肝硬化患者 肠道菌群基因组，找到了66个代表细菌物种的MGS， 其中28个在患者组中富集，38个在健康组中富集， 并根据各基因标记物定义了肝硬化病人区别指数
5 抗肿瘤作用
双歧杆菌是肠道菌群中的主力军，具有显着的抗癌 作用，能够直接或间接清除致癌物质，使致癌物质 失活: 抑制肠道内腐败菌产生的致癌酶；降低肠道pH值， 促进肠道蠕动，缩短致癌物质与肠道接触时间，促 进致癌物质的排放。
（1）、与减肥后反弹有关:2016年，Christoph A Thaiss等发现给予节食减重的小鼠高脂饮食后，促 进了更快的体重反弹和代谢失常；将此类鼠的菌群 移植到无菌小鼠并给予高脂饮食时，与移植正常菌 群的小鼠相比体重增加更快。 （2）、2016年，Martina Sassone-Crosi等研究 发现有益菌EcN可以分泌具有抗菌活性的蛋白 microcin，该蛋白可以抑制炎症肠道中肠杆菌的扩 增，使炎症程度减轻
（14）、2012年，Junjie Qin等利用宏基因组相 关研究的方法，最终确定了可用于二型糖尿病分类 的23个肠道生物标记物 （15）、2011年，Andrew LKau等利用宏基因组 学和无菌动物，阐释了饮食、营养、肠道菌群和宿 主免疫系统之间的关系，说明肠道菌群与人类健康 息息相关。
微生物与肠道健康的关系
微生物与肠道健康的关系近年来，越来越多的研究证明了微生物与肠道健康之间的密切关系。
微生物是存在于人体肠道内的一类微小生物体，包括细菌、真菌、病毒等。
与人体共生共存，它们对于维持人体健康起着重要的作用。
本文将会探讨微生物与肠道健康之间的关系以及其对健康的影响。
一、微生物在肠道中的种类和数量人体肠道内的微生物种类繁多，据估计有超过1000种不同的细菌。
其中最主要的是益生菌和有益微生物。
益生菌是一类有助于人体健康的微生物，如乳酸菌和双歧杆菌。
这些益生菌能够抑制有害菌的生长，维持肠道内微生物的平衡。
此外，正常情况下，肠道中的微生物数量极其庞大。
据研究，人体肠道内细菌的数量可以达到数万亿的级别，远远超过人体细胞的数量。
这些微生物可以通过帮助人体消化食物、合成维生素和调节免疫功能等方式对人体发挥重要的作用。
二、微生物对肠道健康的重要作用微生物对于肠道健康有着重要的影响。
首先，它们能够帮助人体消化食物。
肠道中的微生物可以分解难以被人体消化的食物成分，使其更易为身体吸收利用。
这不仅有助于提高营养吸收效率，还可以减轻胃肠道的负担，预防消化系统疾病的发生。
其次，微生物在肠道内还能合成一些人体无法自行合成的维生素和氨基酸。
例如，肠道内的某些细菌可以合成维生素K，它对凝血功能起着至关重要的作用。
此外，微生物还能够产生短链脂肪酸，这些酸对于维持肠黏膜的健康起着重要作用。
另外，微生物还对免疫系统起着重要的调节作用。
肠道是人体最大的免疫器官之一，肠道内的微生物能够通过调节免疫细胞的活性和分泌免疫因子等方式影响整体免疫功能。
一些研究表明，有益菌种可以增强人体免疫系统的应对能力，降低感染和炎症性肠道疾病的风险。
三、微生物失衡与肠道健康问题当肠道内的微生物失衡时，肠道健康问题可能会出现。
微生物失衡又称为肠道菌群失调，指肠道内益生菌和有益微生物数量减少，同时有害菌数量增加的情况。
此时，肠道内的微生物群落失去平衡，可能导致多种健康问题的出现。
肠道微生物群与人类健康的关系
肠道微生物群与人类健康的关系肠道微生物群是指存在于人类肠道中的微生物种群，其数量约为10至100万亿个细胞，包括多种细菌、真菌和病毒等。
这些微生物群有着重要的生理功能，对于维持肠道的健康和促进人类健康都起着至关重要的作用，是时下热门研究的主题之一。
一、肠道微生物群的构成肠道微生物群是由多种不同物种的微生物组成的，其中包括细菌、真菌、病毒等等。
其中，最重要的是细菌，约占全部微生物群的90%以上。
根据不同的研究方法和研究对象，肠道微生物群的种类和数量会有所不同，但总的来说，大约有1000个不同的细菌物种存在于人类的肠道中，其中包括常见的双歧杆菌、乳酸菌、产酸杆菌等等。
二、肠道微生物群的作用1.帮助消化肠道微生物群中的细菌和真菌可以帮助消化食物，尤其是那些难以消化的成分，如多糖类物质等等。
2.调节免疫系统肠道微生物群也与人类的免疫系统密切相关，可以调节免疫系统的功能，增强人体的抵抗力，减少感染、过敏等疾病的发生。
3.维持肠道健康肠道微生物群可以保持肠道内的平衡状态，减少有害细菌的生长，维持肠道的健康状态。
4.影响心理健康肠道微生物群也可以影响人类的心理健康，有研究发现，肠道微生物群的不平衡与焦虑、抑郁等心理疾病密切相关。
三、肠道微生物群与健康的关系由于肠道微生物群对人类健康的影响极大，因此，近年来有越来越多的研究关注与这个领域。
这些研究表明，肠道微生物群与人类健康存在着密切的关系，从肠道健康到人类疾病的治疗，肠道微生物群都扮演着极为重要的角色。
1.肠道健康肠道微生物群是维持肠道健康的重要因素，如果肠道微生物群存在着明显的不平衡，就会导致肠道疾病的发生，如肠炎、胃炎等等。
2.肥胖有研究表明，肠道微生物群与人类肥胖的发生也存在着一定的关系。
肥胖者的肠道微生物群通常存在着一定的不平衡，这些微生物可以直接或间接地影响人类体重。
3.炎症性疾病另外，肠道微生物群还可以影响人类炎症性疾病的发生和治疗。
一些炎症性肠病和肝病的治疗，已经利用了肠道微生物群调节的方法。
肠道微生态研究的进展与应用
肠道微生态研究的进展与应用肠道微生态是指肠道内的微生物群落和它们与人体的相互作用关系。
肠道微生态在人类健康的维持和疾病防治中扮演重要的角色。
随着分子生物学、生物信息学和生物技术等领域的不断发展，肠道微生态研究已经取得了很大的进展，并在临床应用上有着广泛的前景。
一、肠道微生态的概念和意义肠道微生态包括肠道内微生物的多样性和数量，以及肠道细胞和微生物之间的相互作用。
人类肠道内的微生物群落多种多样，其数量已经超过人体细胞总数的10倍，其中包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等。
这些微生物在维持人体健康和发挥疾病预防、治疗作用中起到重要的作用。
例如，肠道微生物可以帮助人体消化吸收食物、产生维生素和短链脂肪酸等营养物质，还可以抑制有害菌的生长和扩散、促进肠道免疫系统的发育和功能、调节消化、吸收和代谢等生理功能。
肠道微生态失调与多种疾病的发生和发展密切相关，例如肠炎、炎症性肠病、超敏反应性肠道症、自身免疫性病变、肥胖症、代谢综合征、牙周病等。
因此，肠道微生态的研究和调节在临床治疗和健康管理中具有极大的意义。
二、肠道微生态研究的方法和技术1.高通量测序技术高通量测序技术是肠道微生态研究中最常用的方法之一，它可以以很高的精度和效率对肠道微生物群落的结构及其基因组信息进行分析和鉴定。
该技术可以通过对微生物DNA片段进行PCR 扩增和总DNA提取，再通过高通量测序仪进行测序得出微生物群落组成信息。
这种方法可突破传统培养方法的局限性，对未知微生物进行鉴定，同时可以分析微生物基因组和代谢途径等方面的信息。
2.荧光原位杂交（FISH）技术FISH技术使用特异性荧光探针标记特定的微生物，以便在肠道中直接观察不同微生物的分布和数量。
该方法可以用于分离无法进行高通量测序的特定类群微生物，并可对微生物的生长、形态和代谢途径等特性进行研究。
3.16S rRNA分析技术16S rRNA是微生物基因组中高度保守的区域之一，在不同菌种中存在着较大的变异性，因此可用于微生物分类和系统进化研究。
人体微生物群落的组成和功能研究
人体微生物群落的组成和功能研究人体微生物群落是指人体内细菌、真菌、病毒等微生物的群落。
人体微生物群落对于人体的健康和疾病有着重要的影响，因此在近年来得到了越来越多的研究。
本文将从人体微生物群落的组成、功能和研究方法三个方面进行讨论。
一、人体微生物群落的组成人体微生物群落分布在人体的各个部位，如肠道、口腔、皮肤、阴道等。
根据研究发现，肠道微生物群落是人体中最为丰富和多样化的微生物群落之一。
人体肠道内的细菌数量在10的12次方级别，比人体细胞数量还要多十倍以上。
肠道微生物群落的组成主要包括菌属、菌种和类型。
1、菌属在人体肠道内，最常见的细菌属包括拟杆菌属(Bacteroides)、肠球菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)等。
其中，Bacteroides属的细菌数量最多，占肠道微生物群落的40%~70%。
2、菌种在肠道微生物群落中，不同的菌种有着不同的生态功能和代谢特性。
例如，Bifidobacterium bifidum是一种常见的乳酸菌，能够产生有利于人体健康的丙酸、乳酸等物质。
3、类型人体微生物群落可以分为两大类，即有益菌和有害菌。
有益菌可以帮助人体保持生态平衡，有害菌则可能会导致人体发生疾病。
例如，育龄期女性的阴道内微生物群落类型应以乳酸杆菌群为主，当乳酸杆菌群降低时将容易导致细菌性阴道病。
二、人体微生物群落的功能人体微生物群落在人体中起到多种多样的生态功能和代谢特性，包括：1、合成维生素和其他营养物质部分肠道微生物群落能够合成多种维生素，如双歧杆菌能够合成维生素B12。
此外，肠道微生物群落还能够参与有机物质的分解、生成等过程。
2、维持肠道功能肠道微生物群落对于人体肠道功能的正常维护和运作具有重要的作用。
微生物能够激活和支持肠道上皮细胞，促进肠道黏膜修复，促进肠道蠕动，防止肠道炎症和肠易激综合征等疾病的发生。
3、调节免疫功能人体微生物群落能够调节机体免疫反应，维持免疫平衡。
人类肠道内微生物的多样性和功能研究
人类肠道内微生物的多样性和功能研究人体肠道内存在着成千上万种微生物，这些微生物被称为肠道菌群，它们与人体的健康密切相关。
近年来，随着技术的发展，人们对肠道微生物进行了更深入和全面的研究，对其多样性和功能有了更深刻的认识。
一、肠道微生物种类和数量肠道微生物包括细菌、真菌、病毒和寄生虫等，其中以细菌数量最多。
目前已经发现了超过1000种肠道细菌，其中大部分属于 Firmicutes、Bacteroidetes、Actinobacteria、Proteobacteria 等菌门。
有研究表明，肠道中的微生物数量可达到10^14个/克肠道内容物，这个数字比人类细胞数量还多。
同时，人体中的微生物数量也达到了人体细胞数量的10倍以上。
这些数字表明，人类肠道微生物数量庞大，与人类健康密切相关。
二、肠道微生物的功能（一）有益功能1.帮助消化吸收营养物质肠道微生物可以分解和转化食物中的一些难以消化的物质，如纤维素、淀粉和部分蛋白质等，生产出营养物质和代谢产物，如短链脂肪酸等，对人体健康有益。
2.维护肠道屏障功能肠道微生物可以维护肠道黏膜屏障功能，形成了一层菌膜，保护黏膜表面不被有害菌和毒素侵袭。
另外，这些微生物还能产生抗菌素和酸性物质，防止病原体入侵，提高肠道免疫力。
3.调节免疫系统肠道微生物可以通过多种途径调节宿主免疫系统，诱导和维持肠道和全身免疫平衡。
一些研究表明，肠道微生物可以调节宿主T细胞、巨噬细胞和树突状细胞等免疫细胞的活性和分化，有助于预防和治疗免疫相关疾病。
4.调节心理行为最近的研究表明，肠道微生物还能与中枢神经系统相互作用，通过肠-脑轴调节心理行为。
研究表明，改变肠道微生物组成可以影响宿主行为，如抑郁、焦虑等。
（二）有害功能如果肠道微生物失去平衡、数量失调或种类异常，就会对人体健康产生不利影响。
例如，出现形态独特的群集（如菌落细菌），易形成菌株间和菌株之间的生态隔离，致使肠道菌群发生改变，易导致机体免疫调节失衡，进而导致多种疾病的发生。
人体肠道微生物群的多样性及其影响机制
人体肠道微生物群的多样性及其影响机制人体肠道微生物群是指人体肠道内的微生物群落，它们包括了细菌、真菌、病毒、古菌等多种微生物。
在人体肠道内，这些微生物数量巨大，据估计，它们的总细胞数为人体细胞数的10倍以上。
肠道微生物群对人体健康至关重要，它们参与了身体的免疫、代谢、消化等多种生理过程，并对多种疾病的发生有着重要的影响。
人体肠道微生物群的多样性是指它们种类的丰富程度，即包含的不同菌种数目的多寡。
肠道微生物群的多样性是人体肠道微生物群研究的重要指标之一。
根据一些研究，肠道微生物群多样性低与许多疾病的发生有关，如炎症性肠病、腹泻、肠道感染等。
一些研究还发现，肠道微生物群多样性低还会使人体的免疫功能受到影响，容易导致自身免疫性疾病的发生。
肠道微生物群的多样性与多种因素有关，包括年龄、饮食、药物使用、生活环境等。
比较常见的因素是饮食，一些研究表明，不同类型的饮食模式与肠道微生物群的多样性有一定的关系。
如素食者的肠道微生物群多样性通常较高，而肉食者则肠道微生物群多样性通常较低。
这是因为素食通常包含更多膳食纤维和植物多糖，这些成分能够促进肠道微生物群的生长和繁殖。
相反，肉类等动物食品含有较多的蛋白质和脂肪，如果食用过多可能会增加肠道内有害菌群的数量，从而导致肠道微生物群的多样性降低。
肠道微生物群的多样性与宿主健康之间的关系早在20世纪60年代就被人们发现了，但是，为什么微生物多样性在宿主健康中如此重要，其影响机制还不是非常清晰。
有关研究表明，肠道微生物群多样性增加可以增强人体的免疫力，这可能是因为肠道微生物群多样性越高，它们能够抵制和排除潜在的有害菌群的能力就越强。
此外，对于代谢疾病方面，肠道微生物群多样性与有益菌群数量的关系更为明显。
例如，肥胖病人的肠道微生物群与非肥胖病人相比，多种群落数量有明显差异，说明肠道微生物群多样性与代谢疾病有一定关系。
除了多样性，丰度也是人们关注的重点之一，丰度是指某一菌群数量的多寡，它也是肠道微生物群的关键指标之一。
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Summing over a total of 56 cell categories (Bianconi et al., 2013) resulted in an overall estimate of 3.7· 10 13 humancells in the body (SD 0.8· 10 13 , i.e. CV of 22%)
This led to a total of 2.5· 10 13 red blood cells (SEM 2%, CV 12%) This is similar to the earlier report of 2.6· 10 13 cells (Bianconi et al.,2013).
5.Updated inventory of human cells in the body
7.The ratio of bacteria to human cells in the adult body
8.Discussion
we think that updating the ratio of bacteria to human cells from 10:1 or 100:1 to closer to 1:1 does not take away from the biological importance of the microbiota. Yet, we are convinced that a number widely stated should be based on the best available data, serving to keep the quantitative biological discourse rigorous.
2.6 · 10 10 cells.
5.Updated inventory of human cellred approach as sanity check for cell count For a reference man mass of 70 kg, 25% is extracellular fluid (Shen et al., 2007), another7% is extra-cellular solids (Shen et al., 2007), thus we need to account for ≈47 kg of cell mass (including fat).
5.Updated inventory of human cells in the body dermal fibroblast:
The number of dermal fibroblast was previously estimated to be 1.85· 10 12 (Bianconi et al., 2013), based on multiplying the total surface area of the human body (SA=1.85 m 2 (Herman, 2007)) by an areal density of dermal fibroblasts (Randolph and Simon, 1998). The dermis is composed of two main layers: papillary dermis (about 10% of the dermis thickness) and reticular dermis (the other 90%)(McGrath et al., 2004).
5.Updated inventory of human cells in the body
We focus on the six cell types that were recently identified (Bianconi et al., 2013) to comprise 97% of the human cell count: red blood cell accounting for 70%), glial cells (8%), endothelial cells (7%), derma fibroblasts (5%), platelets (4%) and bone marrow cells (2%). The other 50 cell types account for the remaining 3%.
黄文龙 2016-06-16
1.Origin of prevalent claims in the literature on the number of bacterial cells In humans
2.Distribution of bacteria in different human organs
5.Updated inventory of human cells in the body Red blood cells: (Boer, 1984; Feldschuh and Enson, 1977; Nadler et al., 1962; Snyder et al., 1975) 4.9L (SEM 1.6%, CV 9%) (Ambayya et al., 2014; Dosoo et al.,2012; Nordin et al., 2004; Pekelharing et al., 2010; Volkmer and Heinemann, 2011;Wakeman et al., 2007) 5.0· 10 12 cells/L (SEM 1.2%, CV 7%)
glial cells : The number of glial cells was previously reported as 3· 10 12 (Bianconi et al., 2013) estimate is based a 10:1 ratio between glial lls and neurons in the brain. However, a recent analysis (Azevedo et al., 2009) revisits this value and after analyzing the variation in between brain regions concludes that the ratio is close to 1:1. The study concludes that there are 8.5· 10 10 glial cells (CV 11%) in the brain and a similar number of neurons and so we use these values here.
3.Concentration of bacteria in the colon
4.The number of human cells in a “standard” adult male A mass-based order-of-magnitude estimate for this number assumes a 10 2 kg man, which is divided by the mass of a “representative” mammalian, cell 10 -12 10 -11 kg (assuming cell volumes of 1,000-10,000 µm 3 , spectively), thus arriving at 10 13 - 10 14 cells. One study used a DNA-centered method (Baserga, 1985). The method begins by estimating the number of cells in the body of a 25g mouse by dividing the total amount of DNA (stated to be 20 mg) by the DNA content of one diploid mouse cell(6· 10 -12 g DNA per cell) to get ≈3·10 9 cells in a 25 g mouse. Then extrapolate from mouse to human by using the ratio of masses to get ≈10 13 cells in the human body. This method excludes cells that do not contain DNA, such as red blood cells and platelets.
We used data regarding the percentage of the blood volume in each type of blood vesse (Leggett and Williamst, 1991). Using mean diameters for different blood vessels (Burton, 1954) we were able to derive the total length of each type of vessel (arteries, veins, capillaries etc.) and its corresponding surface area. Dividing by the mean surface area one endothelial cell (Félétou, 2011) we derive a total estimate of 6· 10 11 cells
5.Updated inventory of human cells in the body endothelial cells : The number of endothelial cells in the body was earlier estimated at 2.5· 10 12 cells (CV 40%), by taking the mean surface area of one endothelial cell (Bianconi et al., 2013) and dividing it into the total surface area of the blood vessels, based on a total capillary length of 8· 10 9 cm. We could not find a primary source for the total length of the capillary bed and thus decided to revisit this estimate.