Cell：肠道细菌之间存在等级关系 特定膳食纤维成分促进有益菌的生长繁殖

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人选择食物是基于食物的样子、气味和味道，而人体内的肠道微生物拥有不一样的分类系统，这个分类系统基于构成不同纤维的分子成分。

9月19日，国际顶级期刊《Cell》在线发表了美国华盛顿大学医学院研究团队题为“Interspecies Competition Impacts Targeted Manipulation of Human Gut Bacteria by Fiber-Derived Glycans”的研究论文，研究人员发现来自膳食纤维的特定成分能够鼓励小鼠肠道有益菌的生长和代谢活动。

研究人员希望找到方式方法来鉴定一些物质能够促进肠道菌群中有益健康的细菌的表现。目的是寻找到可持续性的、经济上可承受的膳食纤维资源，从而加入到食物中开发出更加营养的食品。

纤维是一个非常复杂的混合体，含有很多不同的成分。而且，在经过食品加工的不同处理后，来自不同植物来源的纤维含有不同的组成。但是对于这些组成上的不同及其生物学上的重要性，我们现在还缺乏细节上的了解和认识。现在的“西方饮食”普遍缺乏纤维，而纤维的缺乏常常与肠道微生物中重要组成的缺失和对人体健康有害有关联。

研究人员收集了34种食品级的纤维样品，这些纤维样品很多是从食品加工过程产生的副产品中提取纯化出来的，例如那些在生产加工食品和饮料中一般被丢弃的水果和蔬菜皮。研究人员利用在无菌条件下饲养的小鼠，然后将人体肠道微生物定植到小鼠体内。小鼠被分为两组，一组饲喂不含各种纤维的高脂肪、低纤维饮食，这个饮食类似美国典型的饮食方式；而另一组在高脂肪、低纤维饮食中添加各种纤维。研究人员的目的是鉴定出那些能够最有利于提升肠道关键细菌的水平和促进微生物中有益代谢酶的活性。

自从小鼠定植了已知的基因序列的特定人肠道微生物后，研究人员知道人肠道微生物模型中的所有基因，这有助于研究人员综合的、高分辨率蛋白组学研究所有的细菌蛋白在面对不同的纤维时，那些细菌蛋白表达会发生改变。再结合基因筛选结果，研究人员可以鉴定出特定的纤维来源、纤维中的生物活性成分以及不同拟杆菌属在面对不同纤维时细菌基因的增加。为什么关注拟杆菌属呢？因为拟杆菌属含有的基因与代谢膳食纤维有关，而这些基因不存在于人类基因组中。

该研究的另一个目的就是研究微生物组中的不同成员在摄食膳食纤维时，它们之间是怎样相互作用的？研究人员开发出与不同纤维碳水化合物不同方式结合的荧光标记的人工食品颗粒。这些含有营养物的人工颗粒饲喂给被含有不同拟杆菌属的特定微生物定植的小鼠。研究人员通过利用这些“生物传感器”来评估特定的纤维成分是如何被特殊菌属加工的。通过给携带或不携带摄食纤维的主导细菌的小鼠饲喂这种颗粒，研究人员发现从属种竟然排队来摄食纤维。

对此，研究人员怀疑不同的菌之间存在竞争关系；有些菌竞争能力强，有些菌竞争能力较弱。通过蛋白组学和基因筛选分析发现，在人体微生物模型组中的细菌在摄食纤维上存在一个等级制度。

研究人员认为了解一个特定的细菌存在是如何影响其他细菌种属进食纤维这个过程非常重要。如果我们想开发微生物导向的食物意欲促进人体健康，那么寻找到鉴定出哪种食品是最好的营养物质和微生物是如何对食品做出反应的方法就显得很重要。

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