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肠菌也能克隆?造个肠道来研究肠菌与人的相互作用 精选

已有 5987 次阅读 2016-5-6 12:24 |系统分类:科普集锦| 克隆, 微生物, 模拟, 肠道, 共生菌

 2016-05-06 Doctor D 

        目前,人体微生物与疾病和健康的关系研究正在全球开展的如火如荼,你不知道相关的研究,都不好意思说自己是搞研究的。现在,你能想到的疾病几乎都与人体微生物有关系。人体微生物的重要作用已经差不多与空气,水,食物相当,我把它们当作人或者动物生存的第四大要素。

       BUT!此处转折了,我们对人体微生物的认识还如此肤浅。不知道它们咋就能影响人的健康,情绪;也不知道为啥你的菌和我的菌咋就差别辣么大;更不知道菌和人体是如何交流沟通的。

       现在的技术手段还达不到嘛!扒开肚子,取点样分析分析 ?没人敢,也不能。咋办?不如搞个肠道微生物的克隆,让这些克隆来代表人的肠菌做研究?



宿主-微生物互作模块(HMI )

       两年前有个发明,为我们深入研究微生物与人体的相互作用提供了可参考的思路。这个东西就是宿主-微生物互作模块(The Host-Microbiota Interaction(HMI )module)。其实原理非常简单,就是模拟动物肠道,建一个管道,里面通上菌液,管壁上种上肠壁细胞,两者之间用个半透膜隔开(见下图)。


    光有这个还不够,还需要把整个消化道都模拟了才更接近,于是就给这个模块再通上模拟的胃,小肠,结肠,还人工配制了消化液。这样这个系统就比较完美了。



    好不好使,拿出来练练!让它工作一个月,试试好使不。于是就被“虐”了一个月。不过效果还不错,无论是粘膜还是腔体里面的微生物都长得不错。


模拟效果还不错哟



     这还不够,还是眼见为实!FISH一下,看看到底这些菌长得啥样!经过荧光染色,发现两种菌长得都很好,并且它们生活的位置还不太一样,氧气浓度越低,双歧杆菌(红色)越多,F. Prausnitzii(黄色)越少 。并且,经过长时间的培养,这两种菌的比例还是比较稳定的。



让它来替我试试药?!

       这样的系统能够较好的模拟人的消化系统,特别是结肠,是研究肠道微生物和人相互作用的利器。当然,它的应用前景还是非常广的,药物筛选,功能食品研究等。比如,你想知道某种药物对你肠道微生物的影响。那就把你的粪便菌培养了,直接取你的肠细胞或者诱导干细胞生成肠细胞定植在模块中,再把药物放进去,看看微生物和你的细胞的反应。相当于让它来替你试药!人体微生物克隆的意味,有没有?

       然而,这样的设备还是比较庞大,复杂,通量低,稳定性差等不足。在此,希望国内的研究机构或厂商,加紧这方面的研究,争取开发出更好的模拟消化道的模块。


参考文献:Marzorati et al. BMC Microbiology 2014, 14:133

http://bmcmicrobiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/1471-2180-14-133


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