(相關(guān)資料圖)
美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)了一種新的母嬰微生物群垂直傳播模式,即從出生前開始一直延伸到出生后頭幾周的圍產(chǎn)期,母體腸道中的微生物與嬰兒腸道中的微生物共享基因。這種水平基因轉(zhuǎn)移允許母體微生物菌株影響嬰兒微生物組的功能,而無(wú)需微生物菌株本身的持續(xù)傳播。這項(xiàng)大規(guī)模綜合分析近日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上,提供了一系列影響嬰兒出生前后發(fā)育的腸道定植動(dòng)力學(xué)的高分辨率快照。
麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)布羅德研究所資深研究員拉姆尼克·澤維爾稱,這是第一項(xiàng)描述母嬰微生物組之間移動(dòng)遺傳元素轉(zhuǎn)移的研究,首次整合了母親和嬰兒的腸道微生物組和代謝組學(xué)概況,并發(fā)現(xiàn)了腸道代謝物、細(xì)菌和母乳底物之間的聯(lián)系。這項(xiàng)研究代表了嬰兒腸道微生物組和代謝組學(xué)在已知的母體和飲食因素影響下共同發(fā)展的獨(dú)特視角。
腸道細(xì)菌部分通過(guò)微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生來(lái)促進(jìn)免疫系統(tǒng)的成熟。嬰兒腸道微生物組的發(fā)展遵循可預(yù)測(cè)的模式,從出生時(shí)母親傳播微生物開始。除了免疫系統(tǒng)的成熟,微生物代謝物也會(huì)影響早期認(rèn)知發(fā)育。圍產(chǎn)期是認(rèn)知和免疫系統(tǒng)發(fā)育的關(guān)鍵窗口,由母嬰腸道微生物群及其代謝物促進(jìn)。
研究人員使用來(lái)自70對(duì)母嬰的隊(duì)列縱向多組學(xué)數(shù)據(jù),追蹤了從妊娠后期到嬰兒一歲期間微生物組和代謝組的共同發(fā)展。他們發(fā)現(xiàn)了可移動(dòng)遺傳元素的大規(guī)模母嬰種間轉(zhuǎn)移,經(jīng)常涉及與飲食適應(yīng)相關(guān)的基因。
嬰兒腸道代謝組的多樣性低于母體代謝組,但具有數(shù)百種未在母親身上檢測(cè)到的獨(dú)特代謝物和微生物—代謝物關(guān)聯(lián)。接受常規(guī)但未廣泛水解配方奶粉的嬰兒的代謝組學(xué)和血清細(xì)胞因子特征與純母乳喂養(yǎng)嬰兒的代謝組學(xué)和血清細(xì)胞因子特征不同。
盡管嬰兒腸道代謝組的多樣性低于母體代謝組,但研究人員檢測(cè)到了2500多個(gè)嬰兒獨(dú)特的代謝組學(xué)特征。此外,他們還發(fā)現(xiàn)了許多嬰兒特有的細(xì)菌種類和糞便代謝物的關(guān)聯(lián),包括神經(jīng)遞質(zhì)和免疫調(diào)節(jié)劑。
研究人員稱,除了菌株和物種的經(jīng)典垂直傳播之外,母體微生物群或通過(guò)水平基因轉(zhuǎn)移塑造嬰兒腸道微生物群。此外,嬰兒腸道中獨(dú)特的代謝組學(xué)特征和微生物—代謝物相互作用的鑒定,構(gòu)成了進(jìn)一步研究微生物對(duì)嬰兒發(fā)育貢獻(xiàn)的平臺(tái)。