研究人員在慕尼黑工業(yè)大學(xué)和薩里大學(xué)發(fā)現(xiàn)，即使在體外培養(yǎng)，嬰兒腸道微生物群也有自己的晝夜節(jié)律。這一發(fā)現(xiàn)來自一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，該試驗(yàn)還表明，與以往認(rèn)為的相比，飲食對(duì)嬰兒微生物群的發(fā)育和組成影響較小。

他們的研究發(fā)表在《細(xì)胞宿主與微生物》雜志上，題為《嬰兒糞便微生物群和代謝物的晝夜節(jié)律：一項(xiàng)有干預(yù)的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)》。

晝夜節(jié)律系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)著24小時(shí)的振蕩，以控制身體和器官功能；然而，發(fā)育中的腸道，包括微生物群落的定植過程在內(nèi)，晝夜節(jié)律的貢獻(xiàn)完全未知。

“我們發(fā)現(xiàn)，即使在定植的非常早期階段，微生物生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)發(fā)展出這種晝夜節(jié)律，”慕尼黑工業(yè)大學(xué)的資深作者、微生物群專家Dirk Haller博士說?！拔覀冎霸诔赡耆松砩嫌^察到了這些節(jié)律，但我們不確定這些機(jī)制是什么時(shí)候首次出現(xiàn)?！?/p>

盡管飲食對(duì)嬰兒微生物群的發(fā)育影響較小，但研究人員表明年齡扮演著更重要的角色。

“飲食確實(shí)重要，但不及腸道的老化，”Haller說?！爱?dāng)我們比較純母乳喂養(yǎng)和配方奶喂養(yǎng)的嬰兒時(shí)，微生物群的差異微乎其微。我們的腸道系統(tǒng)可能在適應(yīng)環(huán)境提供的東西方面更加靈活。”

研究人員使用了一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，比較了純母乳喂養(yǎng)嬰兒和接受不同類型配方奶的嬰兒的微生物群的發(fā)育情況——未添加的配方奶、含有母乳中細(xì)菌（雙歧桿菌）的配方奶、含有模擬母乳糖類（低聚半乳糖，GOS）的配方奶或含有雙歧桿菌和GOS的配方奶。該試驗(yàn)共有210名嬰兒參與。

為了縱向跟蹤嬰兒的微生物群，研究團(tuán)隊(duì)在嬰兒0.5個(gè)月、一個(gè)月、三個(gè)月、七個(gè)月和十二個(gè)月時(shí)以及在24個(gè)月時(shí)對(duì)一部分嬰兒進(jìn)行了樣本采集。

研究人員發(fā)現(xiàn)，飲食對(duì)嬰兒的生長或微生物群的差異幾乎沒有影響。當(dāng)他們比較不同類型的配方奶時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)添加GOS的嬰兒配方奶比含有雙歧桿菌的配方奶更有效地促進(jìn)了雙歧桿菌的持續(xù)水平。

然而，純母乳喂養(yǎng)嬰兒和配方奶喂養(yǎng)嬰兒的腸道代謝物譜有顯著差異?！凹兡溉槲桂B(yǎng)的嬰兒與接受配方奶喂養(yǎng)的嬰兒的腸道代謝物環(huán)境截然不同，這可能會(huì)對(duì)代謝啟動(dòng)和許多下游效應(yīng)產(chǎn)生根本性影響，”Haller說。“我們可以得出結(jié)論，母乳在嬰兒腸道代謝中起到了完全不同的作用?！?/p>

研究人員還觀察到不同微生物群種類的豐度存在著晝夜節(jié)律波動(dòng)。當(dāng)他們將嬰兒微生物培養(yǎng)在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行連續(xù)培養(yǎng)時(shí)，這些細(xì)菌甚至在沒有外部光線或宿主信號(hào)的情況下也會(huì)形成相同的晝夜節(jié)律。

盡管成人微生物群中已經(jīng)觀察到晝夜節(jié)律，但這是首次證據(jù)表明細(xì)菌在獨(dú)立維持這些節(jié)律。

“當(dāng)我們將它們?nèi)〕鰰r(shí)，它們會(huì)保持這種與白天有關(guān)的晝夜振蕩，”Haller解釋道。“這相當(dāng)令人驚訝，因?yàn)樗砻鬟@些細(xì)菌具有某種內(nèi)在機(jī)制，能夠提供某種對(duì)晝夜循環(huán)的適應(yīng)，這可能使它們在定植人類腸道時(shí)具有優(yōu)勢?！?/p>

展望未來，研究人員希望檢查單個(gè)細(xì)菌物種在孤立培養(yǎng)而不是在復(fù)雜群落中是否保持節(jié)律，并尋找控制這些節(jié)律的基因。

“對(duì)我們來說，下一個(gè)問題是我們是否能夠確定細(xì)菌中控制它們晝夜行為的機(jī)制，”Haller總結(jié)道。

參考文獻(xiàn)：“Diurnal rhythmicity of infant fecal microbiota and metabolites: A randomized controlled interventional trial with infant formula.”

編輯：王洪

排版：李麗