一项在老鼠身上进行的新研究有助于解释为什么母乳喂养的婴儿与配方奶喂养的婴儿肠道微生物群会有很大差异。
这项名为“哺乳动物肠道微生物有选择地吸收食物中的鞘氨酸”的研究发表在《脂质研究杂志》(Journal of脂质研究)上。
一项新技术允许研究人员追踪老鼠消化道内肠道微生物吸收的特定营养物质。图片显示，某些微生物(红色)吸收了一种人类牛奶中常见的营养物质——鞘氨酸;蓝色微生物没有吸收它。
这篇论文描述了康奈尔大学开发的一项创新技术，通过老鼠的消化道追踪代谢物的命运，并确定它们如何与特定的肠道微生物相互作用。代谢物是在老鼠体内形成的营养物质，或者新陈代谢所必需的营养物质。
农业和生命科学学院营养科学助理教授、资深作者伊丽莎白·约翰逊说:“我们认为这些方法可以推广到许多不同的微生物系统。”她指出，研究人员在调查高脂与低脂饮食或生酮饮食的效果时，可能会使用这项技术来跟踪代谢物。
这种方法可以揭示特定代谢物是如何促进特定细菌的。约翰逊说，这可以让营养学家给病人开处方，要求他们食用含有特定代谢物的食物，从而有意地改变他们体内的微生物群组成。
母乳和许多其他食物含有一类脂质代谢物，称为鞘脂。先前的研究表明，这些代谢物有助于塑造婴儿的微生物群，但尚不清楚它们是否真的与微生物群相互作用。
这项研究确定了两种肠道微生物，拟杆菌和双歧杆菌，它们利用鞘脂进行自己的新陈代谢。
虽然我们对肠道微生物在人类健康中的具体作用知之甚少，但拟杆菌在不同的环境中可能产生有益和不那么有益的作用。它们通常与健康母乳喂养婴儿的微生物群有关。本研究中首次发现双歧杆菌可处理膳食鞘脂，被认为是典型的有益菌群，占母乳喂养婴儿微生物群的95%。
它们也是非常受欢迎的非处方益生菌。
“我们的实验室对饮食如何与微生物相互作用非常感兴趣，以便真正了解如何最好地调节它，以对健康产生积极的影响，”约翰逊说。“在这项研究中，我们能够看到，是的，这些食物中的脂类是[母乳喂养的]婴儿饮食的重要组成部分，它们与肠道微生物群系有相当强的相互作用。”
鞘脂主要来源于三个方面:饮食;能够产生它们的细菌;和大多数宿主组织。
约翰逊与第一作者、博士生李敏廷(Min-Ting Lee)和博士后研究员亨利?勒(Henry Le)都在约翰逊的实验室工作，他们发明了一种技术，专门追踪通过小鼠肠道的膳食鞘脂。
“我们专门合成了添加到饮食中的鞘脂，”约翰逊说。“它和从母乳中提取的几乎一模一样，但是有一个小的化学标签，所以我们可以追踪鞘脂被老鼠摄入后的位置。”
然后，李使用荧光标签附着在吸收标记脂质的细胞或微生物上，这样，任何吸收鞘脂的细菌都亮起红色。然后从小鼠的微生物群落中分离并分析。将带有红色微生物的种群从其他种群中分离出来，然后对这些种群进行基因排序，以确定细菌的种类。
通过进一步的研究，Le能够识别出拟杆菌和双歧杆菌在暴露于食物鞘脂时产生的代谢物。进一步的调查正在进行，以确定这些微生物产生的代谢物是否对婴儿健康有益。
Johnson最近从美国国家卫生研究院(NIH)获得了一笔为期五年、价值190万美元的最高研究奖金，用于扩大这项工作，以更好地了解脂类依赖的宿主和微生物的相互作用如何影响人类健康。
这项研究是由康奈尔生物技术研究所生物技术资源中心基因组学机构的种子基金支持的。
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