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肠道细菌的微生物群的生物地理学

自然评论微生物学体积14,页面20-32 (2016年)引用这篇文章

主题

要点

  • 肠道微生物群是空间分层沿纵向和横向轴的肠道。化学和营养梯度,肠道抗菌肽和物理的特性导致微生物群落组成上的差异在不同的位置。

  • 粘膜和食管腔肠道微生物群的代表不同的微生物群落。规模较小,分布在这些社区表明他们是高度空间组织。

  • 饮食带来很大影响微生物殖民和相对丰富,但一些独立饮食变化的环境容易滋生细菌生活在host-derived粘蛋白聚糖等营养物质。因此,黏液层可以港水库的细菌保持不管食物摄入量。盲肠和结肠隐窝也可能是这种微生物水库的例子。

  • 只有一个子集的肠道上皮表面共生体能够访问。粘液,抗菌肽和适应性免疫活动限制组织可访问性。宿主和微生物之间的直接连接共生体可能对维持体内平衡是重要的。

  • 免疫调节某些共生体允许主机容忍亲密关系可能有益的微生物。这可能是一个共生体的方式区分自己和消灭病原体,防止他们的免疫系统。

  • 虽然许多疾病与失调有关,了解微生物群的功能在健康和疾病需要考虑社区的生物地理学。最近的调查发现,在人类差异的粘膜社区在炎症性肠病的情况下,肝性脑病。

文摘

动物组装和维护不同但寄主专一性的肠道微生物群落。除了特征沿纵向轴线的肠道微生物组成,离散细菌社区形式在隐居,如肠道流明、结肠黏液层和结肠隐窝。在本文中,我们研究如何共生细菌在物理领域的空间分布在肠道的影响弹性的微生物生态系统的开发和维护。我们认为小说假设如何营养选择、免疫激活和其他机制控制肠道细菌的生物地理学,和我们讨论这种空间异质性对健康和疾病的相关性。

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图1:人类降低胃肠道微生物栖息地。
图2:小肠和结肠的黏液层。
图3:细菌殖民化决定因素。
图4:细菌进入上皮细胞。
图5:同桌的肠道细菌的免疫调节。
图6:肠道明显提高水库的细菌多样性。

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下载参考

确认

作者感谢大肠萧,b . Needham和t·桑普森关键评论手稿。G.P.D.由美国国家科学基金会支持研究生研究奖学金(格兰特dge - 1144469)。S.K.M.实验室工作是由美国国立卫生研究院的资助(授予GM099535, DK078938和MH100556),翡翠基金会和西蒙斯的基础。

作者信息

作者和联系

  1. 生物学和生物工程,加州理工学院,91125年,美国加州帕萨迪纳市

    格雷戈里·唐纳森s Melanie Lee & Sarkis Mazmanian

作者
  1. 格雷戈里·p·唐纳森
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  2. 美国梅勒妮李
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  3. Sarkis k Mazmanian
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相应的作者

对应到Sarkis k Mazmanian。

道德声明

相互竞争的利益

作者声明没有竞争的经济利益。

幻灯片

术语表

微生物群

的微生物(包括细菌、病毒、真菌和单细胞真核生物),居住在一个特定的栖息地,如一个动物。

Syntrophic交互

代谢关系的一个成员提供营养物质到另一个地方。

分泌免疫球蛋白的

(sIgA)。到目前为止最丰富的同形像的抗体在肠道中找到。

生命起源以前的

一个分子作为营养刺激共生体或互惠肠道细菌的生长。在许多情况下,益生元可以具体离散群细菌新陈代谢的基础上(即营养)的要求。

共生体

在生态:生物体参与与其他生物关系密切。这个词包含生物体参与不同类型的关系,包括共生生物共生的和寄生虫。

同桌的

在生态:生物体参与共生关系中,一方受益而不影响另一方。从历史上看,同桌的也被用作一个术语的居民肠道细菌,尽管这些可能共生生物。

共生生物

在生态:生物体参与共生关系中,双方受益。

无菌的动物

以前无菌动物现在定义的微生物群。这些动物的微生物群的构成通常是通过实验确定。

Digesta

大量的膳食纤维,通过胃肠道消化。

杯状细胞

专业在整个胃肠道上皮细胞分泌gel-forming黏蛋白。杯状细胞也可以出现在其他全身黏膜上皮表面。

生物膜

一个聚合的细菌与矩阵和驻留在一个表面上。生物膜可能包括社区单一种类的细菌或幼童腹壁薄弱。

土著微生物

生物体是一个特定的栖息地(也称为原地),不同于生物,只是通过一个栖息地(外来的)

粘蛋白2

(MUC2)。最丰富的人类肠道黏液蛋白;鼠标同系物也是最丰富的小鼠肠道黏液。

殖民抵抗

外生的预防入侵物种微生物群落。在肠道中,殖民抵抗可能由于资源竞争,空间排斥或直接抑制共生的微生物,或选择由宿主因素。

Paneth细胞

专业的底部发现上皮细胞在小肠隐窝,分泌抗菌肽。

Pathobiont

的共生有机体可能偏离稳态促进病理条件下,如在免疫力低下或不肥沃的个体。

微量需氧的

与微生物有关:专性好氧。这些只有在氧气浓度较低的环境中茁壮成长,比如在肠道上皮表面。

生态失调

偏离正常的微生物群落,如丰富的失衡,会员或微生物的本地化。

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引用这篇文章

唐纳森,G。,Lee, S. & Mazmanian, S. Gut biogeography of the bacterial microbiota.Nat Microbiol牧师1420-32 (2016)。https://doi.org/10.1038/nrmicro3552

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