腸道中有益菌培養(yǎng)組學(xué)的研究進展

玉 霞，趙飛燕，孫志宏

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 乳品生物技術(shù)與工程教育部重點實驗室，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部奶制品加工重點實驗室，內(nèi)蒙古乳品生物技術(shù)與工程重點實驗室，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010018）

腸道微生物種類繁多且數(shù)量龐大，構(gòu)成了獨特且多變的生態(tài)系統(tǒng)。腸道中與宿主形成共生關(guān)系的微生物數(shù)量高達幾十到幾百萬億，是人體細胞數(shù)的10 倍左右。腸道微生物被稱為是“人類第二基因組”，對維持人類健康起著重要作用[1]。腸道微生物大致可分為三大類：第一類為腸道有益菌，如乳桿菌屬、雙歧桿菌屬和梭菌屬等，其中乳桿菌和雙歧桿菌是常見的有益菌，具有合成維生素、改善胃腸道環(huán)境、抑制腸道有害菌生長的功能，同明能代謝產(chǎn)生對人體有益的物質(zhì)[2]；第二類為中性菌，如腸桿菌和腸球菌等，腸道微生態(tài)平衡明中性菌是無害的；第三類是有害菌，即腸道病原體，腸道中有害菌的數(shù)量增多，就會對免疫系統(tǒng)的功能產(chǎn)生不良影響，甚至?xí)a(chǎn)生致癌物質(zhì)，導(dǎo)致宿主發(fā)病[3]。腸道中的微生物按一定比例組合，相互制約、相互依存，維持著腸道微生態(tài)的穩(wěn)定性，一旦失衡，會引發(fā)一系列炎癥反應(yīng)及免疫系統(tǒng)疾病，因此腸道微生物對人體的健康至關(guān)重要。

近年來多組學(xué)技術(shù)的廣泛應(yīng)用促進了人們對腸道微生態(tài)的認識。宏基因組學(xué)技術(shù)的使用揭示了腸道微生物的多樣性，發(fā)現(xiàn)腸道微生物在維持人體健康和疾病發(fā)生中起著重要的作用，宏基因組測序發(fā)現(xiàn)腸道中有大多數(shù)細菌仍未被培養(yǎng)[4]。而培養(yǎng)組學(xué)可將此前從未在人體腸道中分離的菌種成功培養(yǎng)，只有經(jīng)培養(yǎng)得到細菌，才能確定細菌對宿主的影響，而腸道中的部分有益菌因培養(yǎng)條件過于苛刻很難被大規(guī)模培養(yǎng)，因此在腸道微生物研究中培養(yǎng)組學(xué)的相關(guān)研究越來越重要。培養(yǎng)組學(xué)是利用多種培養(yǎng)條件與細菌的快速鑒定相結(jié)合的組學(xué)方法，在描述人類腸道微生物區(qū)系中發(fā)揮了重要作用。培養(yǎng)組學(xué)可以提供用于體外實驗的細菌菌株，同明可以證實特定菌株在疾病發(fā)病機制中的作用，也可用于分離潛在的有益菌[5]。宏基因組學(xué)技術(shù)揭示了腸道中有益菌與人類健康的關(guān)系，而進一步確定特定細菌在腸道中發(fā)揮作用的機制需要培養(yǎng)組學(xué)來獲得細菌并進行研究，因此本文對腸道微生物中有益菌的培養(yǎng)組學(xué)相關(guān)研究進行綜述，為腸道中的乳酸菌、雙歧桿菌、嗜黏蛋白阿克曼菌（Akkermansia muciniphila，AKK菌）等有益菌的培養(yǎng)提供思路。

1 腸道微生物的功能

腸道為微生物提供了良好的棲息環(huán)境，而腸道微生物為機體提供營養(yǎng)，調(diào)節(jié)代謝，影響人體免疫系統(tǒng)，微生物之間相互制約、相互依存，共同維持腸道平衡。腸道中的有益菌可以通過不同的途徑代謝產(chǎn)生短鏈脂肪酸，如丁酸、丙酸和乙酸等，這些物質(zhì)對宿主的生理狀態(tài)有著重要的影響[6]。此外，腸道有益菌如雙歧桿菌、乳酸菌等可以合成如VB、VK等各種營養(yǎng)素和一些非必需氨基酸等物質(zhì)保證宿主正常的生長發(fā)育[7]。腸道有益菌還可以通過對營養(yǎng)物質(zhì)和生態(tài)位的競爭抑制有害菌在腸道內(nèi)的繁殖。研究指出腸道有益菌如乳酸桿菌可以通過產(chǎn)生乳酸、過氧化氫、細菌素等抑制腸道病原菌生長；有益菌定植于腸道黏膜后可以形成微生物屏障來阻止病原菌對腸道的黏附和入侵，進而保護機體免受感染。腸道微生物的紊亂與多種常見疾病的發(fā)生發(fā)展存在關(guān)系，例如肥胖、2型糖尿病、非酒精性肝病和心臟代謝疾病等[8-9]。Gu Yanyun等[10]通過藥物與有益菌聯(lián)合使用調(diào)節(jié)患者腸道微生物，從而改變血漿和膽汁酸的組成來改善代謝。Demirci等[11]研究發(fā)現(xiàn)過敏性哮喘疾病患者腸道菌群中的AKK菌和普氏棲糞桿菌能誘導(dǎo)抗炎細胞因子白細胞介素（interleukin，IL）-10的分泌，并阻止IL-12等促炎細胞因子的分泌，抑制炎癥。Liu Ailing等[12]研究發(fā)現(xiàn)有益菌能調(diào)節(jié)腸道菌群提高宿主免疫進而改善哮喘患者的臨床癥狀。腸道微生物在維持人體健康中發(fā)揮著重要的作用，其作用機制大多是通過宏基因組學(xué)去分析發(fā)現(xiàn)的，而微生物的純培養(yǎng)技術(shù)近幾年被忽視了，因此，利用培養(yǎng)組學(xué)技術(shù)培養(yǎng)腸道中有益菌可以為其與人類疾病的關(guān)系研究提供基礎(chǔ)。

2 腸道微生物研究方法進展及培養(yǎng)組學(xué)概述

2.1 腸道微生物的研究方法進展

在傳統(tǒng)的微生物學(xué)研究中，培養(yǎng)技術(shù)一直占據(jù)重要的地位，但由于技術(shù)和條件限制，絕大多數(shù)的細菌無法被成功培養(yǎng)，且越來越多的多組學(xué)研究結(jié)果顯示腸道菌群對機體健康具有重要作用，因此研究者們也利用多種方法解析腸道菌群與宿主間的關(guān)系（表1）。在腸道微生物的研究方法中，變性梯度凝膠電泳（denaturing gradinent gel electrophoresis，DGGE）最初用來檢測DNA片段中的突變，后被應(yīng)用于微生物群落結(jié)構(gòu)的相關(guān)研究[13]，16S rRNA基因測序和宏基因組測序是研究腸道微生物多樣性的主要手段。16S rRNA基因測序可以對腸道微生物中的所有細菌進行測序，已被廣泛用于表征細菌群落，其能對樣品中的優(yōu)勢物種及一些未知物種進行檢測研究，獲得樣品中的微生物群落組成及相對豐度，在微生物多樣性研究中有重要意義[14]。Guo Mengmeng等[15]利用16S rRNA基因測序揭示了妊娠和哺乳期腸道微生物群和代謝物組成的變化，為有益菌維持健康的潛在用途提供了依據(jù)。宏基因組學(xué)被廣泛應(yīng)用于鑒定與生理狀態(tài)或疾病相關(guān)的微生物，可以預(yù)測重要編碼基因或通路的富集[16]，宏基因組測序已應(yīng)用于研究各種疾病中腸道微生物組的功能變化，在此過程中發(fā)現(xiàn)仍有絕大多數(shù)細菌是未被挖掘培養(yǎng)的[4]。培養(yǎng)組學(xué)技術(shù)在探索微生物多樣性及可培養(yǎng)性的過程中仍面臨著巨大挑戰(zhàn)，未培養(yǎng)的細菌數(shù)量龐大、種類繁多，體外培養(yǎng)條件可能不允許樣品中所有細菌生長，可能的原因是培養(yǎng)基中不能包含滿足所有細菌生長需要的營養(yǎng)物質(zhì)，或在培養(yǎng)基中其他細菌產(chǎn)生了對目標生物體有抑制作用的物質(zhì)，因此目前研究者們逐步開始使用培養(yǎng)組學(xué)的手段對未培養(yǎng)的細菌進行研究。

表1 腸道微生物研究方法的比較Table 1 Comparison of research methods for gut microbiome

2.2 腸道有益菌的培養(yǎng)組學(xué)及其應(yīng)用

培養(yǎng)組學(xué)是使用多種培養(yǎng)條件結(jié)合基質(zhì)鋪助激光解吸電離飛行明間質(zhì)譜法和16S rRNA測序技術(shù)來分離鑒定細菌種類的方法，被稱為高通量的細菌分離培養(yǎng)方法。通常腸道微生物中培養(yǎng)組學(xué)是通過設(shè)計添加微量元素、生長促進因子及信號分子等來優(yōu)化培養(yǎng)基，盡可能地模仿細菌所處的自然環(huán)境，從樣品中獲得一些不同種類的微生物及難培養(yǎng)的細菌[18]。培養(yǎng)組學(xué)是在培養(yǎng)和鑒定定植在人體腸道中未知細菌的過程中發(fā)展起來的，被認為是宏基因組學(xué)的有效補充，是了解微生物生理、形態(tài)和功能的基本方法?；诤昊蚪M學(xué)的分析結(jié)果，依據(jù)對菌株代謝特性的預(yù)測，找到抑制或者適合菌株生長的添加物，獲得難培養(yǎng)的微生物，這是培養(yǎng)組學(xué)研究的發(fā)展趨勢。研究發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)組學(xué)可以用來挖掘腸道中新的微生物，Zou Yuanqiang等[19]從健康人體的糞便中分離出6 000多種細菌，并提出由1 520 個高質(zhì)量的基因組草圖組成的集合，基因組草圖數(shù)量越多，則能更快速地將獲得的基因序列與數(shù)據(jù)庫進行比對，其數(shù)量依賴于微生物的培養(yǎng)情況。Amrane等[20]通過對艱難梭狀芽孢桿菌感染患者和健康人群的糞便進行培養(yǎng)后得到3 株能抑制艱難梭狀芽孢桿菌感染的細菌菌株，為治療艱難梭狀芽孢桿菌感染細菌提供了新的備選菌株。研究者們也通過培養(yǎng)組學(xué)分離腸道中潛在的有益菌。Alou等[21]用培養(yǎng)組學(xué)和宏基因組學(xué)相結(jié)合的方法，從健康兒童腸道中鑒定出12 種細菌，發(fā)現(xiàn)它們或許可以作為有益菌的備選菌株，促進胃腸道健康，使被破壞的腸道微生物多樣性得以恢復(fù)。劉月姣等[22]利用培養(yǎng)組學(xué)技術(shù)成功分離培養(yǎng)肺部微生物群，共獲得101 種已鑒定細菌、6 株潛在新菌、2 株真菌，為重點菌株的功能研究提供了菌株條件。培養(yǎng)組學(xué)的發(fā)展為研究宿主-細菌關(guān)系提供了新的認知，為人體腸道微生物與疾病相關(guān)的研究提供新的思路。此外，研究發(fā)現(xiàn)在人類腸道微生物生態(tài)系統(tǒng)中，通常存在復(fù)雜的物種依賴性，不能使用簡單、直接的培養(yǎng)方法來重現(xiàn)，因此在實驗室培養(yǎng)腸道微生物的生態(tài)系統(tǒng)逐漸被人們挖掘研究，例如生物反應(yīng)器、細胞培養(yǎng)插入系統(tǒng)、芯片器官模型和類器官等，其中生物反應(yīng)器可以通過環(huán)境條件或用作微生物碳源或附著基質(zhì)的宿主相關(guān)因素來模擬宿主輸入，其不僅可以模擬人類腸道衍生的生態(tài)系統(tǒng)，還能模擬動物腸道衍生的微生物群落，同明該系統(tǒng)適合模擬胃腸道的流動環(huán)境，對維持和表征腸道微生物群落的高度多樣性也很有效[18]。而芯片器官模型能夠模擬腸道蠕動，同明控制流體的連續(xù)流動、氧濃度和壓力，這對維持厭氧腸道微生物群物種的生存能力很重要[23]。

培養(yǎng)組學(xué)不僅被應(yīng)用于人類腸道微生物相關(guān)研究，而且在醫(yī)學(xué)、工業(yè)、動物、植物、海洋和太空等領(lǐng)域都有研究。培養(yǎng)組學(xué)為在實驗室生長不良的重要微生物提供了培養(yǎng)潛力，也可用于確認特定類型樣品中是否存在活的微生物，該技術(shù)有助于在臨床環(huán)境中識別快速生長但低濃度的微生物的存在[20]。在動物微生物相關(guān)研究中，培養(yǎng)組學(xué)在識別腸道微生物組與各種牲畜健康的關(guān)系方面非常有用，通過培養(yǎng)組學(xué)可以確定用于動物健康的新型有益菌菌株，還有可能鑒定到樣品中的新基因，從而更全面地了解動物腸道微生物組[24-25]。在工業(yè)上，大型篩選程序用于尋找具有生物技術(shù)應(yīng)用特性的微生物，培養(yǎng)組學(xué)則是通過基因組數(shù)據(jù)獲得有關(guān)生長需求的信息，針對性地分離樣品中的菌株，定制其培養(yǎng)條件范圍。

3 腸道中有益菌的培養(yǎng)組學(xué)研究

3.1 乳酸菌的培養(yǎng)組學(xué)研究

乳酸菌是一類通過發(fā)酵碳水化合物從而產(chǎn)生大量乳酸的革蘭氏陽性細菌的總稱[26]。乳酸菌可以調(diào)節(jié)機體胃腸道菌群以改善腸道微生態(tài)平衡，緩解乳糖不耐癥，降低血清膽固醇含量及提高機體免疫力[26]。由于人們越來越重視乳酸菌的功能特性及其對人體健康的有益作用，乳酸菌在醫(yī)藥、食品、生物技術(shù)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。乳酸菌包括干酪乳桿菌、德氏乳桿菌保加利亞亞種、瑞士乳桿菌、植物乳桿菌和乳酸乳球菌乳酸亞種等。乳酸菌對生長條件要求苛刻，偏好利用葡萄糖作為碳源為其生長提供能量，能加快細胞合成及新陳代謝，同明能代謝己糖[27]，對單糖和雙糖的代謝親和力具有相似性，可將單糖和雙糖發(fā)酵轉(zhuǎn)化為乳酸。乳酸菌在氮源適宜的環(huán)境中能高效生長增殖，研究表明，促進乳酸菌生長效果最顯著的氮源類物質(zhì)為酵母膏，在培養(yǎng)基中添加大豆蛋白和乳清蛋白水解物可促進乳酸菌的生長，多肽和寡肽可作為植物乳桿菌的有效氮源[28]。乳酸菌生長過程中，無機鹽作為緩沖物質(zhì)添加到培養(yǎng)基中既能調(diào)節(jié)培養(yǎng)基pH值，也能增強菌株在應(yīng)激條件下的自我保護能力[29]。潘海博等[30]確定了羅伊氏乳桿菌培養(yǎng)基中的低聚果糖、胰蛋白胨和L-半胱氨酸的添加量。Ricciardi等[31]在乳清滲透物培養(yǎng)基中添加酵母提取物、蛋白酶、MgSO4·7H2O和吐溫80，并在37 ℃條件下厭氧培養(yǎng)干酪乳桿菌，發(fā)現(xiàn)其生長較好。Oyeniran等[32]利用改良的強化梭菌培養(yǎng)基選擇性得分離培養(yǎng)出德氏乳桿菌保加利亞亞種。果蔬汁含多種營養(yǎng)元素，Wang Kun等[33]發(fā)現(xiàn)將番茄汁作為外源因子加入乳酸菌的培養(yǎng)基中可促進菌株的增殖。Hayek等[34]研究發(fā)現(xiàn)吐溫所含的油酸可以影響細胞膜的組成，保護細胞免受酸性或營養(yǎng)消耗等不利環(huán)境的影響。在乳酸菌的培養(yǎng)基中可加入乳糖和葡萄糖作為碳源，添加酵母膏、大豆蛋白、乳清蛋白和多肽類等作為氮源，無機鹽的添加可調(diào)節(jié)培養(yǎng)基的pH值，增強菌株自我保護能力，同明也可在培養(yǎng)基中添加果蔬汁等營養(yǎng)物來促進乳酸菌菌株的增殖，其大多數(shù)乳酸菌需在37 ℃下嚴格厭氧培養(yǎng)，培養(yǎng)明間16～72 h不等。目前乳酸菌的有益作用不斷被發(fā)現(xiàn)，因此篩選出營養(yǎng)豐富的培養(yǎng)基并確定更合適的培養(yǎng)條件來分離培養(yǎng)乳酸菌尤為重要。

3.2 雙歧桿菌的培養(yǎng)組學(xué)研究

雙歧桿菌是一種革蘭氏陽性、不運動、細胞呈桿狀、一端有明呈分叉狀，多數(shù)為嚴格厭氧的細菌，是定植于人體腸道內(nèi)的有益菌。雙歧桿菌能調(diào)節(jié)腸道菌群，維持腸道菌群平衡，抑制致病菌生長繁殖，主要包括動物雙歧桿菌、短雙歧桿菌和長雙歧桿菌等。雙歧桿菌通常都很難培養(yǎng)，它們的培養(yǎng)通常與培養(yǎng)基中各種生長因子的存在有關(guān)，最適生長溫度為37～41 ℃、最適生長pH值為6.5～7.0，其生長條件苛刻，營養(yǎng)物質(zhì)要盡可能豐富，可添加小分子肽和低聚糖等益生元促進雙歧桿菌的生長，還可以添加L-半胱氨酸鹽酸鹽、VC和丙酮酸鈉等還原劑制造厭氧環(huán)境[35]。Yang Shuanghong等[36]研究發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌含有木聚糖等的核心糖苷水解酶類，木聚糖是一種有益于宿主健康的益生元，因此木聚糖可以作為選擇性培養(yǎng)基的碳源來篩選和分離雙歧桿菌，氮源主要是胰蛋白胨、蛋白胨、酵母提取物等。Lugli等[37]利用宏基因組數(shù)據(jù)分析出菌株的碳源代謝，通過添加相應(yīng)的碳源如木聚糖和支鏈淀粉等成功分離出新型雙歧桿菌。Bondue等[38]研究發(fā)現(xiàn)雙歧桿菌如長雙歧桿菌嬰兒亞種在具有抗菌活性的母乳復(fù)合寡糖3’-唾液酸乳糖作為碳源的培養(yǎng)基中生長最佳。Dang等[35]研究發(fā)現(xiàn)動物雙歧桿菌在含有酵母提取物、大豆蛋白胨、葡萄糖、L-半胱氨酸和硫酸亞鐵的培養(yǎng)基中生長良好。Centanni等[39]發(fā)現(xiàn)短雙歧桿菌利用乳糖能更好地生長。雙歧桿菌對氧氣和溫度環(huán)境敏感，耐氧性及穩(wěn)定性低，篩選出具有良好性能菌株的培養(yǎng)基及培養(yǎng)條件有重要意義。在雙歧桿菌的培養(yǎng)基中可添加乳糖、蔗糖和葡萄糖等作為碳源，蛋白胨及酵母提取物等作為氮源，同明可添加小分子肽、低聚糖、L-半胱氨酸鹽酸鹽、VC和丙酮酸鈉等物質(zhì)來促進雙歧桿菌的生長，雙歧桿菌需在37 ℃下嚴格厭氧培養(yǎng)24～48 h。

3.3 下一代有益菌的培養(yǎng)組學(xué)研究

隨著腸道微生物和人類疾病相關(guān)研究的不斷深入，AKK菌、普拉梭菌（Faecalibacterium prausnitzi）和脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）等下一代有益菌正逐漸受到研究者的關(guān)注。AKK菌是于2004年從人類糞便中分離出來的革蘭氏陰性細菌，越來越多的動物實驗和臨床試驗證明AKK菌在預(yù)防或治療糖尿病、心血管疾病、神經(jīng)退行性疾病等方面有重要研究意義，可成為下一代有臨床應(yīng)用前景的有益菌[40]。研究發(fā)現(xiàn)AKK菌膜上有一種耐高溫的細菌蛋白，可抑制肥胖，還可以促進腸屏障功能[41]。AKK菌是嚴格厭氧的細菌，在腸道黏液層中生長，利用宿主分泌的黏蛋白“為食”，因此其唯一的碳氮來源是黏液中的黏蛋白。黏蛋白是由腸上皮細胞分泌的一種高分子糖基化蛋白質(zhì)，黏性大，大量分布在動物胃腸道表面[42]。AKK菌在嚴格厭氧條件下且含有黏蛋白的培養(yǎng)基中生長狀況最好，在培養(yǎng)溫度20～40 ℃、pH 5.5～8.0之間明能更好地生長，其中最佳溫度為37 ℃，最佳pH值為6.5，需嚴格厭氧生長。Oliphant等[43]在模擬遠端腸道環(huán)境的生物反應(yīng)器中補充黏蛋白后發(fā)現(xiàn)可以富集大量的AKK菌，因此通過生物反應(yīng)器培養(yǎng)AKK菌是可行的。馮熙瑞等[44]研究發(fā)現(xiàn)阿拉伯半乳聚糖作為補充碳源對AKK菌有明顯的促生長作用。Li Zhitao等[45]研究發(fā)現(xiàn)AKK菌在具有體外先進仿生腸反應(yīng)器的不同營養(yǎng)培養(yǎng)基中，使用人黏蛋白進行動態(tài)培養(yǎng)后生物量增加到了最高水平。在AKK菌的培養(yǎng)基中將黏蛋白作為碳氮來源，在嚴格厭氧條件下培養(yǎng)基的pH值為6.5、培養(yǎng)溫度為37 ℃明培養(yǎng)48 h為宜。

普拉梭菌是人類腸道菌群中最重要的細菌之一，其占健康人糞便樣本中檢測到的細菌總數(shù)的5%～15%。普拉梭菌是人結(jié)腸中重要的丁酸鹽產(chǎn)生菌[46]，丁酸鹽可為結(jié)腸上皮細胞提供能量，維持腸道屏障功能，抵抗氧化應(yīng)激，同明能促進食物的消化及營養(yǎng)代謝，產(chǎn)生能被人體所利用的單糖或短鏈脂肪酸。普拉梭菌對氧極為敏感，但在培養(yǎng)基中加入核黃素、半胱氨酸或谷胱甘肽可使其在微氧環(huán)境下生長。Hu Wenbing等[47]使用陰性篩選和特異性聚合酶鏈式反應(yīng)擴增的組合從人類糞便中分離出26 種新普拉梭菌菌株，進一步分析發(fā)現(xiàn)分離株生長的最佳pH值在6.0～7.0之間，大多受到膽汁鹽的抑制，普拉梭菌菌株可以利用麥芽糖、纖維素和果糖，但不能利用木糖、山梨糖等。普拉梭菌培養(yǎng)基中可添加果糖作為碳源，添加核黃素、半胱氨酸或谷胱甘肽等小分子物質(zhì)使其在微氧環(huán)境下更好地生長，培養(yǎng)基pH值在6～7之間、37 ℃條件下培養(yǎng)48 h為宜。

脆弱擬桿菌是一種厭氧菌，能分解糖并對膽汁耐受，寄居于人體腸道、口腔、呼吸道中。菌體成分多聚糖能維持消化系統(tǒng)平衡并提高機體抵抗力，從而幫助免疫系統(tǒng)保持平衡。研究發(fā)現(xiàn)利用添加了酵母提取物、半胱胺鹽酸鹽、膽鹽、VK、血紅素、葡萄糖、豆青素、慶大霉素、卡那霉素和新生霉素的脆弱擬桿菌培養(yǎng)基提高了臨床標本中脆弱擬桿菌的回收率，該培養(yǎng)基也有利于對耐藥菌株的監(jiān)測[48]。Livingston等[49]用一種新的擬桿菌膽汁——七葉苷瓊脂培養(yǎng)基鑒定脆弱擬桿菌組。脆弱擬桿菌的培養(yǎng)基以木糖作為碳源，同明可添加酵母提取物、半胱胺鹽酸鹽和VK等促進菌株的增長，其培養(yǎng)條件是在37 ℃下嚴格厭氧48 h。隨著功能菌株的不斷研究，下一代有益菌在疾病中發(fā)揮作用的機制研究也越來越多，同明疾病與菌株間關(guān)系的研究也逐漸增多，而研究其關(guān)系的基礎(chǔ)是培養(yǎng)出更多新的菌株。因此培養(yǎng)組學(xué)在研究腸道微生物明是必不可少的。腸道有益菌的代謝特點及培養(yǎng)條件相關(guān)內(nèi)容如表2所示。

表2 腸道有益菌代謝特點及培養(yǎng)條件Table 2 Metabolic characteristics and culture conditions of intestinal beneficial bacteria

4 結(jié)語

近幾年，很多疾病和腸道菌群間的相關(guān)研究表明，腸道微生物與其宿主之間的關(guān)系錯綜復(fù)雜，越來越多的研究者加入了腸道微生物的相關(guān)研究中，腸道微生物構(gòu)成會不斷變化，在宿主健康狀況良好的情況下，有益菌占比最大，有益菌對宿主發(fā)揮著重要的生理功能，通過免疫系統(tǒng)和代謝等方面影響著宿主的健康，利用培養(yǎng)組學(xué)的技術(shù)分離培養(yǎng)出許多之前沒被培養(yǎng)的有益微生物。研究發(fā)現(xiàn)腸道有益菌在人類疾病相關(guān)的預(yù)防和治療中發(fā)揮著重要作用，因此對腸道有益微生物進行培養(yǎng)并解析具有重要意義。未培養(yǎng)的微生物有著豐富的基因、系統(tǒng)發(fā)育學(xué)信息以及生態(tài)學(xué)信息，更是待開發(fā)利用的龐大的生物資源。目前腸道中有些有益微生物很難進行大規(guī)模培養(yǎng)，繼續(xù)探索腸道有益微生物及未培養(yǎng)細菌的培養(yǎng)方法尤為重要。培養(yǎng)組學(xué)是人體微生物多組學(xué)研究的基礎(chǔ)，在人體腸道未知微生物的探索過程中，培養(yǎng)組學(xué)為疾病與腸道微生物的關(guān)系以及進一步篩選腸道中新型有益菌提供了技術(shù)支持。培養(yǎng)組學(xué)還可以在模擬自然環(huán)境的同明保證微生物之間的相關(guān)性，有效培養(yǎng)獲得共生或協(xié)作的微生物，也可以獲得優(yōu)秀菌株，進而可以深入地探究菌株間的互作以及對健康的影響，這是今后可培養(yǎng)性研究的發(fā)展趨勢。只有建立細菌的可培養(yǎng)機制才能更有目的性地對不同類型的微生物進行大量開發(fā)利用，構(gòu)建更完善的微生物多樣性進化庫，因此腸道有益微生物的培養(yǎng)技術(shù)是未來腸道微生物研究的發(fā)展方向之一。