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金梅林教授团队在肠道微生物抗流感领域取得突破

发布时间:2020-05-03  作者:  浏览次数:

南湖新闻网讯(通讯员 张强)近日,国际学术期刊Genome Biology在线发表了题为“Influenza infection elicits anexpansion of gut population of endogenous Bifidobacterium animalis whichprotects mice against infection”的研究论文。该研究由我院金梅林教授团队、信息学院陈玲玲教授团队,以及北京诺禾致源科技股份有限公司刘辰团队合作完成。研究证实宿主能够通过增加自身肠道益生菌来抵抗流感病毒的感染,反映了一种全新的宿主与肠道菌群之间的相互作用,进一步揭示了肠道微生物的抗流感机制。

流感是一种急性传染性呼吸道疾病,严重威胁着人类健康与生命安全。全球每年有近10亿人遭受流感影响,其中包括300至500万的严重病例以及高达50万的死亡病例。肠道微生物在保护宿主免受流感病毒感染方面起着重要的作用,但目前关于肠道微生物抵抗流感的机制仍然存在很多未知。研究人员发现,将流感感染后存活小鼠的粪肠菌群移植给健康小鼠,可以显著提升其对流感感染的抵抗能力,表明流感感染后存活小鼠的某些肠道细菌能够增加宿主对流感感染的耐受。

为了进一步解释上述肠道微生物抵抗流感感染的机制,该研究结合半数致死的现象与定义,利用流感的小鼠感染模型,建立了一种全新的特异性菌群筛选方法。利用这一方法,通过对600多份样品进行16s测序分析以及170多份样品进行宏基因组测序分析,成功筛选了几种对流感病毒有潜在抑制作用的益生菌,并通过co-occurrence networks分析与random forest分析建立了一种在预测流感感染小鼠的预后/严重程度方面具有诊断潜力的模型。Bifidobacterium pseudolongum和Bifidobacterium animalis 与小鼠的存活情况呈现显著的正相关性,利用抗生素处理的小鼠模型进行试验,发现单独灌服Bifidobacterium animalis或与Bifidobacterium pseudolongum联用可显著提升小鼠对流感感染的抵抗力,进一步利用无菌小鼠模型进行验证,也得到了类似的结果,证明宿主可以通过增加其自身肠道内的Bifidobacterium animalis来抵抗流感感染。

进一步分析了功能宏基因组,发现Bifidobacteriumanimalis介导抗流感作用可能是通过几种特定的代谢小分子进行的,主要包括valine、isoleucine、lysine和CoA等。体内试验证实valine和CoA确实具有显著的抗流感作用。该研究不仅揭示了宿主利用自身肠道微生物抵抗流感感染的分子机制,同时也为抗流感益生菌的开发以及感染愈后分子标识的筛选奠定了基础。

我校博士后张强为该论文的第一作者,金梅林教授等为文章通讯作者,魏泓教授、曹罡教授和张安定教授等给予论文大力支持。该研究依托于华中农业大学动物生物安全三级实验室平台,得到了国际合作项目和国家重点研发计划的资助。

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