Microbiome：益生元及饮食对老年人肠道菌群的影响
爱尔兰科克大学Paul W. O’Toole等人于2019年3月13日在《Microbiome》上发表了题目为《Prebiotic supplementation in frail older people affects specific gut microbiota taxa but not global diversity》的文章。该研究主要探究两点：（1）来自社区居住的健康老人和长期住院护理的体弱老人的肠道菌群是否可以在饲喂定制饮食的小鼠中定植，且饮食的改变是否可改变肠道菌群并对先天免疫标记物有影响。（2）益生元补充剂是否可以调节老年人的肠道菌群组成并减少炎症。
文章摘要
背景：衰老，体弱，饮食和肠道微生物群之间存在复杂的相互作用;通过饮食调节肠道微生物群可以导致更健康的衰老。本研究的目的是测试不同糖，脂肪和纤维含量的饮食对菌群人源化小鼠（来自健康或体弱老年人的微生物群）的肠道菌群的影响。我们还在三组人群（健康老人，体弱老人，对照组老人）中进行了为期6个月的膳食纤维补充，代表三个不同的生命阶段。
方法：将小鼠用人类微生物群定植，然后进行为期8周的饮食干预，使用典型的社区老年人的高纤维/低脂肪饮食或长期住院护理对象的低纤维/高脂肪饮食。使用交叉设计，其中在4周后将饮食切换至另一种饮食类型以鉴定响应性分类群和先天免疫力变化。对受试者也进行了饮食干预，在其正常饮食中混合五种益生元（小麦糊精，抗性淀粉，聚葡萄糖，可溶性玉米纤维和半乳糖-糖），对于健康受试者，每天共补充10g，体弱者共补充20g，对照组每天补充10g麦芽糖糊精，共26周。本研究对肠道菌群进行分析，并通过小鼠中的T细胞标记物和人类中的血清细胞因子测定免疫应答。
结果：人源化小鼠维持了肠道菌群群类型，反映了相应的健康或体弱的人类供体。饮食的转换导致特定分类群丰度发生变化。在具有社区老人微生物群的小鼠中，观察到的差异反映了先前与体弱相关的组成。最初存在于小鼠中的优势菌Prevotella被Bacteroides，Alistipes和Oscillibacter取代。体弱型微生物群对常规和无菌小鼠的先天免疫标记物均显示出不同的影响，但在饮食转换时菌群发生了变化，其中Parabacteroides，Blautia，Clostridium cluster IV和Phascolarctobacterium的丰度增加。在人类干预中，益生元补充剂并未引起α或β多样性的变化，但某些细菌分类群的丰度，特别是Ruminococcaceae（Clostridiumcluster IV），Parabacteroides，Phascolarctobacterium增加，并且体弱老人组中趋化因子CXCL11的水平显著降低，但在洗脱期间有所增加。
结论：改用营养较差的饮食对小鼠模型中的微生物群具有深远的影响，来自健康供体的肠道微生物群的变化反映了先前观察到的老年体弱和非体弱个体之间的差异。然而，与体弱相关的肠道微生物群并没有相应地转向年轻的健康受试者状态，并且补充益生元与人类检测到的效果相比，与动物模型中的饮食调整相比更少。
关键词：衰老，微生物，益生元，肠道微生物群，老年人，先天免疫反应
文中主要图片说明
图1 小鼠干预研究中实验设计的示意图。
图2 基于时间点着色的Spearman距离的原理坐标分析图。来自传统鼠标的样本交叉设计：a 所有样本;b第4,5和8周的样本。来自无菌小鼠的样品交叉设计：c 所有样品，d第4,5和8周的样品。
图3 接种社区微生物群的小鼠的脾细胞表型和TNF-α反应谱，以及在常规小鼠（CNV）和无菌（GF）小鼠中接种长期保留微生物群的小鼠。
图4 从第0周到第13周，第13周到第26周，作为干预或安慰剂的每日膳食补充剂的平均摄入量。
图5 处理组内任何时间点的科和属水平的显著丰富的分类群。
图6 血清CXCL11和IL-6水平以及CD4 + T细胞比例在治疗组内的时间点之间是不同的。
图7 a 在常规小鼠的属水平上的肠道微生物群中的组成变化，并且用社区微生物群或长期停留的微生物群接种的无菌小鼠与饮食变化相关。b 如何选择肠道微生物群组成的变化与纤维补充相关的示意性总结。
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