腸道微生物相互作用的研究及體外腸道模擬系統的構建和應用

腸道微生物相互作用的研究及體外腸道模擬系統的構建和應用腸道微生物能夠增強機體免疫力,改善腹瀉。腸道是腸道微生物賴以生存的環(huán)境,腸道微生物的含量占整個人體微生物含量的78%,是臨床研究的重點[1,2]。能夠影響腸道微生物的因素主要有4個方面:第一,人體自身的因素;第二,人體攝入的飲食;第三,細菌自身因素;第四,腸道微生物之間的相互作用。而腸道微生物的相互作用最為主要、復雜,為科研研究的重點。為了研究腸道微生物,我們引入了腸道微生物模擬系統。體外腸道模擬模型是基于對人體體內消化道的仿生模擬而建立,用來培養(yǎng)單種或多種微生物的培養(yǎng)系統。綜上所述,為了研究腸道微生態(tài)系統,我們做了兩方面工作:研究腸道微生物的相互作用,構建模擬腸道系統及應用。具體實驗如下:利用qPCR(QuantitativePolymeraseChainReaction)檢測腸道微生物:首先設計經過分離得到的鼠李糖乳桿菌、納豆芽孢桿菌、保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、糞腸乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、唾液乳桿菌的qPCR引物,保證了qPCR檢測的特異性。然后將上述腸道微生物混合培養(yǎng),用得到的qPCR引物檢測混合培養(yǎng)體系中每一種腸道微生物的活菌數。結果為:發(fā)酵乳桿菌為4.1×107CFU/mL,唾液乳桿菌為2.2×107CFU/mL,納豆芽孢桿菌為0.8×107CFU/mL,植物乳桿菌為2.3×107CFU/mL,干酪乳桿菌為4.1×107CFU/mL,保加利亞乳桿菌為2×107CFU/mL,糞腸乳桿菌6.8×107CFU/mL?？傻贸鼋Y論:qPCR通過特異性引物設計提高了檢測的特異性,qPCR能夠在混合腸道微生物體系中精準檢測一種或多種腸道微生物的種類和含量。為后續(xù)開展研究腸道微生物的相互作用的研究提供技術保障。腸道微生物相互作用的研究:將分離得到的8種腸道細菌即:鼠李糖乳桿菌、保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、干酪乳桿菌、糞腸乳桿菌、發(fā)酵乳桿菌、唾液乳桿菌、納豆芽孢桿菌兩兩混合培養(yǎng)測活菌數。與上述8種菌單菌發(fā)酵結果相比較,得到以下結論:糞腸乳桿菌對保加利亞乳桿菌、干酪乳桿菌、納豆芽孢桿菌生長起促進作用,納豆芽孢桿菌對唾液乳桿菌、鼠李糖乳桿菌生長起抑制作用。并可做出如下推測:推測糞腸乳桿菌可能分泌某種次級代謝產物促進保加利亞、干酪乳桿菌,納豆芽孢桿菌生長;推測納豆芽孢桿菌可能分泌某種次級代謝產物抑制唾液、鼠李糖乳桿菌的生長。模擬腸道系統的構建及應用:現有模擬腸道系統按照功能分類主要可分為3類:人體腸道芯片、體外消化模型、人體型腸道微生態(tài)模擬系統。其中,實驗腸道微生態(tài)系統更有利于實驗室研究,我們的模擬腸道系統在其基礎之上進行了改進,簡化了實驗結構、加入了原位培養(yǎng)系統。我們的模擬腸道系統的優(yōu)勢在于:在同等條件下獲得了更多的腸道微生物,實驗操作簡單。本實驗所構建的模擬腸道系統有四個部分:小型發(fā)酵罐、培養(yǎng)基及流加系統、廢液流出系統和動力系統。通過模擬腸道系統得到的腸道微生物有43種,分別屬于乳桿菌屬、腸球菌屬、大腸桿菌屬、沙門氏菌屬、摩根氏菌屬。隨后我們利用腸道模擬系統研究了人體腸道微生物的種類及豐度,所做的工作如下:我們將受試者進行兩方面處理,讓受試者一周之內大量食用高脂食物,檢測其腸道微生物,再讓該受試者一周內食用素食檢測其腸道微生物,得到結果如下,一周大量食用高脂食物后,培養(yǎng)得到的腸道微生物主要有:腸球菌屬、大腸桿菌屬、乳桿菌屬、沙門氏菌屬、摩根氏菌屬。而一周大量食用素食后,培養(yǎng)得到的