南湖新聞網訊(通訊員 張強)近日,國際學術期刊Genome Biology在線發表了題為“Influenza infection elicits anexpansion of gut population of endogenous Bifidobacterium animalis whichprotects mice against infection”的研究論文。該研究由我院金梅林教授團隊、信息學院陳玲玲教授團隊,以及北京諾禾緻源科技股份有限公司劉辰團隊合作完成。研究證實宿主能夠通過增加自身腸道益生菌來抵抗流感病毒的感染,反映了一種全新的宿主與腸道菌群之間的相互作用,進一步揭示了腸道微生物的抗流感機制。
流感是一種急性傳染性呼吸道疾病,嚴重威脅着人類健康與生命安全。全球每年有近10億人遭受流感影響,其中包括300至500萬的嚴重病例以及高達50萬的死亡病例。腸道微生物在保護宿主免受流感病毒感染方面起着重要的作用,但目前關于腸道微生物抵抗流感的機制仍然存在很多未知。研究人員發現,将流感感染後存活小鼠的糞腸菌群移植給健康小鼠,可以顯著提升其對流感感染的抵抗能力,表明流感感染後存活小鼠的某些腸道細菌能夠增加宿主對流感感染的耐受。

為了進一步解釋上述腸道微生物抵抗流感感染的機制,該研究結合半數緻死的現象與定義,利用流感的小鼠感染模型,建立了一種全新的特異性菌群篩選方法。利用這一方法,通過對600多份樣品進行16s測序分析以及170多份樣品進行宏基因組測序分析,成功篩選了幾種對流感病毒有潛在抑制作用的益生菌,并通過co-occurrence networks分析與random forest分析建立了一種在預測流感感染小鼠的預後/嚴重程度方面具有診斷潛力的模型。Bifidobacterium pseudolongum和Bifidobacterium animalis 與小鼠的存活情況呈現顯著的正相關性,利用抗生素處理的小鼠模型進行試驗,發現單獨灌服Bifidobacterium animalis或與Bifidobacterium pseudolongum聯用可顯著提升小鼠對流感感染的抵抗力,進一步利用無菌小鼠模型進行驗證,也得到了類似的結果,證明宿主可以通過增加其自身腸道内的Bifidobacterium animalis來抵抗流感感染。
進一步分析了功能宏基因組,發現Bifidobacteriumanimalis介導抗流感作用可能是通過幾種特定的代謝小分子進行的,主要包括valine、isoleucine、lysine和CoA等。體内試驗證實valine和CoA确實具有顯著的抗流感作用。該研究不僅揭示了宿主利用自身腸道微生物抵抗流感感染的分子機制,同時也為抗流感益生菌的開發以及感染愈後分子标識的篩選奠定了基礎。
永利博士後張強為該論文的第一作者,金梅林教授等為文章通訊作者,魏泓教授、曹罡教授和張安定教授等給予論文大力支持。該研究依托于yl7703永利動物生物安全三級實驗室平台,得到了國際合作項目和國家重點研發計劃的資助。