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肠道微生物专题知识讲座 动物肠道内微生物区系组成丰富且多样，除细菌外，还包括古细菌、病毒、真菌和原虫。 双歧杆菌 乳酸杆菌 胃肠道是机体与外界接触最为广泛的器官之一。它不仅是消化吸收营养物质的场所，而且是机体阻止肠道细菌移位的一道重要防线。肠道是一个开放的生态系统，其中栖居着大量的微生物。历经长期进化，这些微生物与宿主之间建立了稳定的共生关系，直接影响着宿主的健康。正常生理状态下，肠道微生物可以促进宿主免疫系统的发育，并可通过脂多糖、脂蛋白以及代谢产物等特定组分调控宿主的免疫反应，形成一道肠道生物屏障。 肠道细菌90.0%--99.9%是厌氧菌，它们有的是有益菌，有的是有害菌，也有的是中性菌，构成了肠道的正常菌群。肠道细菌种群多达500种，但这些种仅归属于少数几个门。其中人类和小鼠肠道中以厚壁菌门和拟杆菌门为主，由于消化道不同部位蠕动速度和微环境明显不同，所以其中定植的细菌数量与组成存在着显著差异。从消化道的近端到远端细菌的数量和多样性逐渐递增。 一.肠道微生物组成产生影响因素 1. 基因型是决定肠道微生物区系组成的首要因素。 研究发现小鼠后代与母亲的肠道微生物区系组成密切相关。与非亲缘关系的个体相比，来自同一个家族的个体（双胞胎之间和双胞胎与母亲之间）具有更相似的细菌结构和功能。 2.饲粮和生活环境 饲喂低脂高糖和高脂高糖饲粮对成年小鼠盲肠内容物中微生物的影响时发现，2种饲粮下其盲肠内容物中细菌多样性不同，饲喂低脂高糖饲粮小鼠的盲肠菌群组成以厚壁菌为主，而饲喂高脂高糖饲粮小鼠的盲肠菌群组成以柔膜菌门为主。这一研究结果与人类膳食中随碳水化合物含量的减少，肠道细菌中罗氏菌属所占比例减少的研究结果一致。 L 利用荧光定量PCR技术对饲喂不同饲粮的肉鸡肠道微生物进行了分析，发现从7~42日龄，饲喂玉米饲粮的肉鸡回肠黏膜中肠球菌数量逐渐减少，而饲喂高粱饲粮的肉鸡却没有发生任何变化。此外，断奶应激会改变仔猪肠道的菌群结构。 因此，在动物个体发育的过程中，基因型、饲粮和环境等因素相互作用使得肠道菌群具有多样性和宿主特异性。 二、肠道微生物促进宿主免疫系统的发育 2.1刺激杯状细胞分泌黏蛋白，保障黏液层完整 粘液层：肠道黏液层由杯状细胞分泌的黏蛋白组成，覆盖于上皮细胞之上。 黏液层不仅具有润滑剂功效，有利于肠道蠕动，而且其网状结构可有效阻止细菌穿过肠黏膜上皮，经淋巴管到达肠系膜淋巴结，再进入其他脏器和血液循环，为宿主提供保护屏障。黏液层的存在可有效防止细菌移位，而肠道微生物的存在则可激发杯状细胞分泌黏蛋白，保障黏液层结构的完整，从而发挥屏障作用。 很多无菌动物的肠黏膜均会变薄，例如在无菌鸡中，肠道黏蛋白的产生和分泌下降导致小肠黏膜发育不成熟；无菌小鼠的结肠杯状细胞减少，黏液层变薄，而受细菌LPS或肽聚糖刺激后，杯状细胞分泌黏蛋白，使黏液层恢复到普通小鼠厚度。 2.2诱导淋巴组织 发育集合淋巴小结（PP),孤立淋巴滤泡(ILF)和肠系膜淋巴结(肠系膜淋巴结)共同组成肠道黏膜相关淋巴组织(MLN)。集合淋巴小结和肠系膜淋巴结的发育起始于出生前，由形成于胎儿肝脏的淋巴组织诱导细胞诱导。 而出生后两者的发育则要依赖于肠道微生物的定植。肠道菌群是一种重要的抗原，可刺激肠道粘膜相关淋巴组织的发育成熟，而肠道粘膜相关淋巴组织产生的免疫反应又受控于肠道菌群组成及其代谢活性。 细菌刺激肠道粘膜相关淋巴组织发育主要是通过树突状细胞识别细菌及其代谢产物而实现。 树突状细胞对细菌的识别主要有3条途径： 1.通过集合淋巴小结肠腔面的M细胞吞饮，传递给集合淋巴小结内的树突状细胞； 2.弥散分布于整个肠道上皮黏膜固有层的树突状细胞从肠腔上皮细胞间伸出突触与细菌接触；3.细菌代谢产物直接经细胞旁途径进入肠黏膜固有层，进而与树突状细胞反应。 这一识别过程中，树突状细胞表面的Toll样受体是微生物成分引发树突状细胞活化的桥梁。 1.TLR4可以识别革兰氏阴性菌LPS;TLR2的配体较TLR4的广泛，包括脂蛋白、脂多肽、脂壁酸、阿拉伯甘聚糖及酵母多糖等； 2.TLR3特异识别病毒复制的中间产物双链RNA；TLR9识别细菌的胞嘧啶-磷酸-鸟嘌呤二核苷酸。 TLR识别细菌及其代谢产物后,进一步激活髓样分化蛋白MTD88接头蛋白样蛋白和含白细胞介素-1受体结构域能诱导B型干扰素的接头分子相关接头分子信号通路，使树突状细胞活化。 活化后的树突状细胞诱导集合淋巴小结生发中心的T细胞增殖,促使B细胞分泌免疫球蛋白IgA;通过传入淋巴血管迁移至肠系膜淋巴结,诱导效应细胞T增殖