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美國研究人員發(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，而無需微生物菌株本身的持續(xù)傳播。這項大規(guī)模綜合分析近日發(fā)表在《細胞》雜志上，提供了一系列影響嬰兒出生前后發(fā)育的腸道定植動力學的高分辨率快照。

麻省理工學院和哈佛大學布羅德研究所資深研究員拉姆尼克·澤維爾稱，這是第一項描述母嬰微生物組之間移動遺傳元素轉(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概況，并發(fā)現(xiàn)了腸道代謝物、細菌和母乳底物之間的聯(lián)系。這項研究代表了嬰兒腸道微生物組和代謝組學在已知的母體和飲食因素影響下共同發(fā)展的獨特視角。

腸道細菌部分通過微生物代謝產(chǎn)物的產(chǎn)生來促進免疫系統(tǒng)的成熟。嬰兒腸道微生物組的發(fā)展遵循可預測的模式，從出生時母親傳播微生物開始。除了免疫系統(tǒng)的成熟，微生物代謝物也會影響早期認知發(fā)育。圍產(chǎn)期是認知和免疫系統(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。

研究人員使用來自70對母嬰的隊列縱向多組學數(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到的獨特代謝物和微生物—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和血清細胞因子特征與純母乳喂養(yǎng)嬰兒的代謝組學和血清細胞因子特征不同。

盡管嬰兒腸道代謝組的多樣性低于母體代謝組，但研究人員檢測到了2500多個嬰兒獨特的代謝組學特征。此外，他們還發(fā)現(xiàn)了許多嬰兒特有的細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，嬰兒腸道中獨特的代謝組學特征和微生物—代謝物相互作用的鑒定，構(gòu)成了進一步研究微生物對嬰兒發(fā)育貢獻的平臺。

關(guān)鍵詞： 代謝組學 研究人員 垂直傳播 細胞因子 免疫系統(tǒng)