【临风问天】博士是怎样炼成的?

高光成果之一:

中科院昆明动物研究所马占山学科组博士生李文迪最新一项研究试图回答如下问题:(1)受HIV/SIV病毒感染后,肠道菌群中微生物逃逸(学术名词是“菌群易位”or microbial transloation) 是有计划、有组织的逃逸,还是近乎无序的随机游离?(2)可否从理论上估计出迁移概率以及迁移比例。该研究近日在线发表于欧洲微生物学会旗下的FEMS Microbiology Ecology。研究通过理论建模分析,首次对以上问题作出了较为合理的回答。

当宿主感染了SIV/HIV后,胃肠道黏膜中的CD4+ T细胞会迅速衰减,黏膜免疫被过度激活,持续性的炎症反应诱发上皮细胞凋亡和紧密连接中断,从而使得黏膜上皮完整性被破坏(“肠漏”);与此同时,肠道内环境紊乱也致使其内部栖息的菌群失调,益生菌数量骤减,机会性病原菌逐渐占据主导地位。这一系列的免疫病理过程最终导致胃肠道内微生物发生逃逸。

李文迪通过分析SIV感染的猕猴的多组织(包括肠道、肠系膜淋巴结和肝脏)菌群数据,该项研究发现微生物从胃肠道逃逸到其他组织的过程类似于物理学中的随机游动 (random walk)。也就是说,虽然肠道微生物逃逸很可能是由于SIV感染导致的,但逃逸的过程是随机的、并非有组织地确定性迁移。此外,该研究还发现菌群从胃肠道逃逸至肠系膜淋巴结或肝脏的概率(即迁移率,在属水平均>0.5)显著高于菌群在胃肠道内部的扩散率(在属水平=0.01),并且胃肠道菌群中有接近23%的菌门和55%的菌属可能会从胃肠道逃逸至肠系膜淋巴结和肝脏。

微生物易位与SIV/HIV感染过程中机体出现的慢性炎症密切相关。此外,易位到其他组织的微生物很可能会触发自身免疫,从而增加了病毒感染者患退行性疾病的风险。该研究在揭示微生物易位模式的同时,也加深了目前对组织菌群的认识。直到不久前,许多组织还被认为是完全无菌的环境。然而,最近的研究却逐渐改变了对这一观点的认知。除胃肠道外,肺、乳腺组织、健康的胎盘、肝胆系统、前列腺甚至血液中都发现了微生物菌群的存在,其中一些菌群可能是自身携带的正常菌群,有些则可能是通过微生物易位或外界感染所形成的。对组织菌群的研究虽然起步较晚,但其重要性不言而喻。特别是在肿瘤的相关研究中,越来越多的证据表明微生物通过代谢和与宿主细胞的相互作用参与塑造了调节肿瘤发生的微环境(tumor microenvironment)。该研究利用理论模型,初步解读了组织微生物菌群的形成和维系的潜在生态学机制,为日后相关领域的研究提供了一定的理论基础。

高光成果之二:
昆明动物所博士研究生李文迪利用导师马占山与哈佛大学教授Aaron Ellison合作研发的优势度网络分析框架(Ma & Eillson 2019: Ecological Monographs), 从菌属和菌种两个水平,重新分析了Doyle等人的数据。研究发现在“非乳酸菌占优的阴道菌群”nLDVM(non-Lactobacillus dominated vaginal microbiome)中加德纳菌(Gardnerella)被23个菌属联合抑制,而乳酸杆菌则被15个菌属联合抑制。加德纳菌是与BV关系最为密切的病原菌之一,它与乳酸杆菌都有成为生殖道菌群优势物种的潜力。对二者抑制作用的存在可能是nLDVM杜绝菌群内部出现绝对优势物种、保持高物种多样性的潜在机制。该研究发现在nLDVM内,与加德纳菌和乳酸杆菌呈合作互惠关系的菌属极少,而它们二者是彼此间为数不多的同伴之一。具体到物种水平,与加德纳菌合作且被其他物种抑制的乳酸杆菌为Lactobacillus iners。由此可见对于nLDVM而言,Lactobacillus iners或许与加德纳菌一样都是潜在的“敌人”,对它们的抑制作用或许是nLDVM维持稳定和健康的一种自我保护机制。此外,该研究还找到了nLDVM优势度网络的骨架结构和由高显著骨架所组成的通路,其中Finegoldia菌和Staphylococcus epidermidis是该骨架结构的核心,虽然目前关于它们的研究十分有限,但它们在nLDVM中所发挥的作用值得进一步探究。     

  该研究结果以Dominance network analysis of the healthy human vaginal microbiome not dominated by Lactobacillus species为题,发表在Computational and Structural Biotechnology Journal(IF 6.018 > AEM=3.807)上。李文迪为文章的第一作者,研究员马占山为通讯作者。

网友评论

8条评论

发表

网友评论

8条评论

发表

最新评论

06月21日 22:26

06月21日 19:53

阿光 9 0

不简单!

  • 临风问天  : 学子用功,都可以做到

    2022-06-21 14:36 0

06月21日 13:56

06月21日 10:26

推荐文章

彩龙

Copyright © 2008-2022 彩龙社区 版权所有 All Rights Reserved.

免责声明: 本网不承担任何由内容提供商提供的信息所引起的争议和法律责任。

经营许可证编号:滇B2-20090009-7

下载我家昆明APP 下载彩龙社区APP