综述:微生物昼夜节律性及其对宿主生理和疾病风险的影响

以色列魏兹曼科学研究所Eran Elinav等人于2019年3月15日在《EMBO Reports》上发表了题目《Microbiome diurnal rhythmicity and its impact on host physiology and disease risk》的综述。该文章讨论了宿主-微生物组间在昼夜期间的相互作用的最新发展,以及它们在健康和疾病背景下的相关性。

文章摘要

宿主-微生物组相互作用是宿主生理学的关键决定因素,且它们的失调涉及广泛的人类疾病。微生物组会经历组成和功能的昼夜变化,这反过来也会驱动宿主基因表达和功能的振荡。

在这篇综述中,我们讨论昼夜宿主-微生物组间相互作用的最新发展,以及它们在健康和疾病背景下的相关性。我们总结了微生物组以昼夜方式影响宿主功能的分子机制,并描述宿主如何反向协调微生物组的昼夜节律性。此外,我们强调了宿主-微生物体相互作用这一新研究的未来前景和挑战。最后,我们说明了如何阐明微生物组时间生物学可能为新的治疗方法铺平道路。

文中主要图片说明

图1 哺乳动物昼夜节律钟的双层次结构。肠道微生物组经历由喂养节律带来的组成和功能的昼夜变化。反过来,微生物组的昼夜波动,通过粘膜附着[局部(右)],和代谢物的产生[全身(左)]调节外围哺乳动物钟的昼夜节律活动。

图2. 生物钟的中断作为现代生活方式的标志。微生物组昼夜节律波动的中断导致微生物失调,促进几种疾病的发展或进展,包括代谢综合征,感染和癌症。

图3.时间构成宿主-微生物组相互作用的未被充分认识但重要的维度。涉及细菌种类,细菌代谢物和特定细菌行为的过多因素已经显示出对宿主生理学的影响,同时,它们中的许多已被证明表现出昼夜节律振荡。因此,经典微生物组研究和时间生物学的交叉具有很大的未来研究潜力。



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