◆ 研究背景
發(fā)酵食品是指人們利用有益微生物加工制造的一類食品。因在食品加工過程中有微生物參與作用，其中的微生物會(huì)不會(huì)影響宿主腸道菌群？經(jīng)常吃這類食品，對(duì)健康有沒有益處？盡管現(xiàn)在餐桌上的發(fā)酵食品不少，但關(guān)于食用發(fā)酵食品與人類健康關(guān)系的臨床證據(jù)卻非常有限。近日，一篇發(fā)表在國際雜志Cell上題為“Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status”的研究報(bào)告中，來自斯坦福大學(xué)的研究人員們通過研究發(fā)現(xiàn)，富含發(fā)酵食物的飲食方式或能增強(qiáng)機(jī)體腸道菌群的多樣性并降低炎性標(biāo)記物的水平。
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◆ 技術(shù)路線
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◆ 主要結(jié)果
1. 高纖維飲食和高發(fā)酵食品飲食的飲食干預(yù)
為了探究飲食干預(yù)對(duì)微生物群和免疫系統(tǒng)的影響，研究者招募了36個(gè)健康的成年人，隨機(jī)分成2組，進(jìn)行為期17周的高纖維飲食和高發(fā)酵食品飲食的飲食干預(yù)，分析兩種飲食方式對(duì)宿主腸道微生物組和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的不同效應(yīng)。
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2. 飲食干預(yù)對(duì)腸道微生物群的影響
高纖維飲食組腸道微生物的種類沒有明顯變化，但來自微生物組編碼的聚糖降解碳水化合物活性酶（CAZymes）活性增加，該結(jié)果表明高纖維飲食調(diào)節(jié)了腸道微生物組的功能。而腸道微生物的種類沒有明顯變化的可能原因是，在短時(shí)間內(nèi)增加纖維攝入量還不足以增加微生物群的多樣性，也許要更長時(shí)間的干預(yù)才足夠完成微生物群的改造，或者需要專門引入能夠消耗纖維的微生物。與高纖維飲食組相比，高發(fā)酵食品的飲食干預(yù)顯著增加了微生物群的多樣性。綜上所述，飲食方式能重塑機(jī)體腸道微生物群。
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3. 飲食干預(yù)對(duì)宿主免疫系統(tǒng)的影響
細(xì)胞因子水平與炎癥相關(guān)。分析發(fā)現(xiàn)高發(fā)酵食品飲食干預(yù)引起19種炎癥因子的水平下降，包括IL-6、IL-10和IL-12b等，而這些炎癥因子在高纖維飲食組并未發(fā)現(xiàn)明顯差異。與此同時(shí)，CyTOF分析結(jié)果顯示有4種類型的免疫細(xì)胞（CD4+ T、CD8+ T、B細(xì)胞和單核細(xì)胞）在高發(fā)酵食品組較少被激活，該結(jié)果表明靶向微生物的飲食模式或能改變機(jī)體的免疫狀態(tài)，從而為健康人群降低機(jī)體的炎癥水平提供了一定的幫助。
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血液中的代謝物與宿主的生理過程有關(guān)，血清非靶向代謝組學(xué)結(jié)果顯示血清代謝物的變化與炎性細(xì)胞因子的變化顯著相關(guān)，多吃發(fā)酵食物讓血液中的炎癥標(biāo)志物減少。該結(jié)果表明高發(fā)酵食品干預(yù)會(huì)引起機(jī)體免疫系統(tǒng)的變化，這一發(fā)現(xiàn)將為減輕炎癥提供一種可行方案。
◆ 編者按
飲食調(diào)節(jié)腸道微生物群，進(jìn)而影響免疫系統(tǒng)。該研究通過16s、宏基因組、宏蛋白組、質(zhì)譜流式、代謝組等多維數(shù)據(jù)確定了兩種針對(duì)微生物群的飲食干預(yù)措施，植物性纖維和發(fā)酵食品，如何影響健康成人的人體微生物組和免疫系統(tǒng)。
而在技術(shù)選擇層面，有兩點(diǎn)值得廣大腸道微生物科研工作者參考：
（1）該研究中，高纖維飲食組腸道微生物的種類沒有明顯變化，只是在碳水化合物活性酶（CAZymes）活性水平發(fā)生明顯變化，進(jìn)而影響整體代謝和免疫。因此，功能水平的微生物組研究——如宏基因組、宏蛋白質(zhì)組就顯得格外重要。
（2）在腸免疫軸研究中，傳統(tǒng)的組學(xué)技術(shù)手段在系統(tǒng)表征免疫響應(yīng)時(shí)能供提供的信息有限。而單細(xì)胞組學(xué)，無論是單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序（鏈接：Cell | 單細(xì)胞多組學(xué)揭示腸道微生物幫助免疫系統(tǒng)抵抗病毒感染機(jī)制）還是上文用到的質(zhì)譜流式CyTOF，這些技術(shù)不僅能表征不同狀態(tài)下免疫細(xì)胞群的組成差異，也可以表征同一類型細(xì)胞的基因表達(dá)差異，為深入揭示免疫調(diào)控機(jī)制提供了豐富的信息。
綜上，本文研究強(qiáng)調(diào)了將飲食干預(yù)與深入和縱向的免疫和微生物組分析技術(shù)相結(jié)合，來提供個(gè)體化和全人群的分析；而且發(fā)酵食物在對(duì)抗工業(yè)化社會(huì)人群機(jī)體中普遍出現(xiàn)的微生物組多樣性降低和炎癥方面或許非常有價(jià)值。
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