基于肠道菌群微生态网络研究双歧杆菌的动力学变化机制

Bifidobacteria is a group of probiotic species in human GI tract. Fructo-Oligosaccharides (FOS) is a well-studied bifidusfactors which can promote the growth of Bifidobacterium spp. In our previous study, we revealed that the intestinal Bifidobacteria could not sustain a high concentration after long term intake of FOS-rich diets. In this project, an obese mouse model will be used to screen the possible bacterial symbiont of the dominant Bifidobacterium spp. This bacterial symbiont will be co-cultivated with Bifidobacteria to rebuild the web of ecological interaction (WEI) in vitro. The interaction between Bifidobacteria and other species using FOS as major carbon resources will be analyzed using realtime PCR; Changes on bacterial genetic expression will be studied using transcriptomic tools. In this proposal, we first proposed the concept of symbionts of Bifidobacteria, and we designed experiments to rebuild the WEI in vitro and study the mechanism between symbionts.

双歧杆菌是重要的肠道益生菌。众所周知，低聚果糖是能促进双歧杆菌增殖的一种双歧因子。但本团队前期研究发现，长期摄入低聚果糖的肥胖鼠，其肠道双歧杆菌并不能在微生态网络中维持较高丰度水平。本项目拟采用肥胖鼠为模型筛选出双歧杆菌可能共生菌，将典型的双歧杆菌与其共培养，以模拟和重建肥胖鼠肠道双歧杆菌的微生态网络；用荧光定量PCR方法分析在低聚果糖为主要碳源的条件下双歧杆菌与其他细菌的互动变化；采用转录组学分析微生态网络中各菌种基因表达差异，研究其动力学机制。本项目首次提出双歧杆菌共生菌概念，通过体外重建其肠道微生态网络，研究该网络中共生菌对双歧杆菌生长影响的机制。

肠道生态网络中细菌之间的相互作用会影响双歧杆菌的生长。通过改变动物的品种、健康状况和饮食建立5种不同的生态环境，在这些生态环境下对前50个主要微生物进行相关分析，得到不同的双歧杆菌网络。结果表明，与双歧杆菌生长直接相关的细菌有37个属，其中正相关23个属，负相关15个属。这项研究提出了一个新的在不同代表性生态环境下的啮齿动物肠道双歧杆菌网络。这是双歧杆菌体内网络的首次报道，有助于建立双歧杆菌的体外网络进行进一步研究。