胃肠道微生物组成领域

胃肠道微生物群研究的广泛性、复杂性及其个体间的变异性产生了大量的信息，散见于文献中。为了统一胃肠道微生物群发现以来积累的知识，Rajilić-Stojanović和de Vos对一个多世纪的出版物进行了检索，发现人类胃肠道微生物群总共有1057个肠道物种联系起来的参考文献，这些物种属于真核生物（92）、古细菌（8）和细菌（957）。这些物种在基于arb软件的SSU rRNA序列数据库中进行了分析。系统发育树是从silva数据库的参考系统发育树中提取的。从系统发育和文献分析中可以清楚地看出，聚集在放线杆菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形杆菌门内的细菌是成人胃肠道中种类最丰富的微生物。胃肠道微生物群还包括种类较少的细菌门，尽管在某些情况下仍然很丰富，包括疣状芽胞菌、豆状芽胞菌、协同菌群、扁平菌群、柔嫩菌群和热球菌群。除了这些已建立的系统发育群外，在人类胃肠道中还可以检测到聚集在TM7候选菌门中的未培养细菌的SSU rRNA基因序列，即Melainabacteria和Gemmatimonacetes。在人类胃肠道中已经发现了几个聚集在两个门内的古细菌。Euryarchaeota包括相对丰富的产甲烷菌。在真核生物中，有一些对人类胃肠道高度适应的生物，例如一些念珠菌属，而许多其他真核生物物种的丰度较低，可能是乘客。他们的分析证实，人类胃肠道微生物群主要是由细菌，古细菌和真核生物这三个领域的微生物组成。

人类胃肠道微生物群的系统发育树。括号中的数字表示每个门的培养物种数量。饼图显示了具有全基因组序列的物种数量（全扇区）、具有部分基因组序列的物种数量（半全扇区）和没有任何基因组序列的物种数量（空扇区）在古细菌、真核生物和每门细菌中的分布。pies的颜色编码与系统发育树的颜色编码相对应。

胃肠道微生物群的研究是非常动态的，在过去的十年中，检测到或描述了239种新的胃肠道物种，证实了早期的观点，即大多数胃肠道微生物是可培养的，但尚未培养。传统的培养基和培养策略可以有效地在放线菌门、拟杆菌门、厚壁菌门和变形杆菌门中获得新物种，用于检测疣状芽胞菌门和豆状芽胞菌门的胃肠道代表性，需要开发特定的培养基和培养方法。这表明，对于缺乏人类肠道培养代表物的胃肠道微生物门（如TM7候选门或示波螺属），应开发和应用替代性和创造性的培养方法。一些新的和有希望的发展包括使用高通量固相生长、使用生态型小鼠的先进培养方法或凝胶微滴培养。使用高通量培养系统，使用一大套与基因组特征相结合的生长培养基，已经证明是非常有成效的。最近对培养胃肠道微生物的关注反映了对详细的生理学、生态学和遗传学研究的需要。虽然已经描述和应用了多种功能性宏基因组学方法，但是需要将其与培养方法相结合，以进一步促进对肠道生态系统在健康和疾病中的功能的理解。最近，以大量粘液利用细菌Akkermansia muciniphila为范例说明了这种组合的威力。目前，225个胃肠道物种的至少一个菌株的完整基因组已经完全测序、组装和发表，而许多其他基因组测序项目正在进行中。这些目前公认的胃肠道物种的生理和遗传特征及其与生态系统或疾病的特定功能的关联在这篇综述中被系统化，旨在为将来应用于胃肠道的比较和功能性宏基因组和其他高通量方法提供基础胃肠道微生物群。