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人体微生物NGS分析

人体微生态系统——“新器官”的免疫作用


人体微生物种类繁多,数量巨大,它们共同组成了人体微生态系统。由于受到复杂繁多的人体内外因素的影响,因而人体微生态系统是一个非常复杂的系统。

 

人体微生态是人体内的微生物生态群落,是存在于人体组织和体液中的共生和病原微生物的总和,也是近年来发现的 “新器官”,它在维持人体健康过程中扮演着重要角色。微生态与宿主间有着全面广泛的相互作用机制,微生态失衡与疾病的发生发展密切相关。

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人体微生物数量与人体细胞比例 BH1.3:1

 

人体微生态是近年来发现的具有重要作用的“新器官”。人体存在数目庞大(超四十万亿个,干重约占人体总重1%2%)且结构复杂(包括细菌、古细菌、原生生物、真菌和病毒等)的微生物群落,定殖于胃肠道、口腔、皮肤、泌尿生殖道、呼吸道等,它们所编码的基因数量可达人体自身基因数量150倍,相当于人体的“第二个基因组”,包含重要的遗传信息。

 

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美国《科学》杂志20181月封面文章《肠道微生物与癌症——微生物群影响患者对免疫治疗的反应》

 

按照正常微生物群在微生态系统中所占的空间不同把人的微生态系统分为以下几类:人类口腔微生态系统、人类胃肠道微生态系统、人类泌尿道微生态系统、人类生殖道微生态系统、人类皮肤微生态系统和人类呼吸道微生态系统。各系统正常菌群总数量达到四十万亿,总重量相当于肝脏的重量,其中肠道内的正常菌最多,占人体正常菌群总量的78%左右。这些正常菌群自我们离开母体呱呱落地就开始定植,并伴随终身。经过漫长的生物进化过程,正常菌群与人体处于共生状态,并与人体建立起密切的关系,对促进人体生理机能的完善尤其是免疫功能的成熟起非常重要的作用。它们与机体已形成相互依存、互为利益、相互协调又相互制约的统一。这种统一体现了人类微生态的动态平衡,平衡则健康,失衡则致病。

 

功能性保健食品的研发

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葡萄糖、脂肪代谢异常与先天免疫-肠道细菌互相作用

 

当人体拥有足够的益生菌时,人就会处于健康的状态,但是一旦体内菌群失去平衡,比如菌种间比例发生大幅变化或者超出正常数值时,那么腹泻、过敏、胃口不佳、疲倦、免疫力低等一系列病症就会随之而来,人体的健康就会亮红灯,而这时适当添加复合菌发酵饮品,协助体内菌群平衡,可以让人重现健康状态。

目前罗素生物基于医学微生物学的研究,可开发具备以下功效的益生菌食品原料

 

1. 保护肠道和肝脏:

补充乳双歧杆菌后能改善肠粘膜屏障,减少肠道细菌的易位率,降低血浆内毒素水平,减少肝脏氧自由基的产生,减轻肝损伤。

 

2. 改善乳糖不耐受:

全球约有60%的人缺少乳糖消化酶,益生菌可以产生半乳糖苷酶消化乳糖,改善乳糖不耐受的状况。

 

3. 改善吸烟者血管受损情况:

2002年《美国临床营养》期刊指出,每日饮用益生菌者6周后相比对照组收缩压下降,高密度脂蛋白增加,低密度脂蛋白降低,纤维蛋白原下降21%,炎性因子水平下降。

 

4. 缓解自闭:

研究发现,自闭症儿童常有慢性胃肠道不适或疾病,改善他们的肠道健康有益于自闭的改善

 

5. 改善女性生殖道感染

阴道微生物群对维持阴道正常环境,抑制感染性疾病发生起着重要作用。口服或阴道用抗生素作为传统治疗阴道炎的方法失败率高,并且长期使用会导致阴道微生物失调进而导致霉菌感染。口服乳杆菌可以作为治疗阴道感染性疾病的替代或补充疗法,能够重建阴道的正常菌群,使之发挥优势菌的作用而对抗感染。作为抗生素和抗真菌药的补充,GRl和 RC14可以降低阴道感染的发生,尤其对于部分阴道菌群失调的女性有很好的预防感染作用。

 

化妆品功效原料的研发

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从公元前400年,希波克拉底第一次描述念珠菌感染起,研究者们一直在探寻与人类共生的真菌和细菌对人体健康及疾病的影响。皮肤作为人体最大的器官拥有达1.8㎡的表面积,其主要功能是作为物理屏障,保护机体免受外来生物或有毒物质的侵害。同时,皮肤也是人体与外界环境接触的部位,因此常驻有各类微生物,包括细菌、真菌、病毒等。如果将皮肤看作一个生态系统,那么它就是由各类微生物和皮肤表面的组织、细胞及各种分泌物微环境等共同组成的整体,维持微生物群落与皮肤表面组织之间的平衡。这种平衡一旦被打破,就可能会引起皮肤病或感染。

 

  早期的皮肤微生物研究主要采用传统的分离培养方法,来识别和描述微生物群落的组成和多样性。传统方法的局限性使研究者难以正确全面地阐明皮肤微生物的群落结构和多样性特点。高通量测序从根本上改变了人们对微生物群落的认识,使人们得以系统地分析和认识皮肤微生物的群落及其功能。

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 现在罗素生物基于16S rRNA/18S rRNA/ITS基因,优化实验方法,增加对痕量微生物的研究,利用二代测序技术(Roche 454IlliminaMiSeqIon Torrent PGM)来分析皮肤微生物的多样性,为进一步理解皮肤的健康、疾病和感染等,全面了解皮肤微生物群落的结构特点及其与皮肤组织和环境的相互关系

 

人类的皮肤上存在1万亿个以上的皮肤常在菌。各种各样的常在菌通过调节皮肤表面及毛孔周边的保湿成分、pH、免疫等于皮肤屏障机能有直接的关系。


皮肤常在菌种有一种表皮葡萄球菌。表皮葡萄球菌是以皮脂为食物,然后产生出酸性物质及甘油,被称为[美肌菌]。乳酸菌菌针对皮肤常在菌的平衡,可促进由于年龄增长而减少的[美肌菌]表皮葡萄球菌增殖,改善皮肤常在菌平衡。

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INCI 名称:Bida Ferment Lysate(二裂酵母发酵产物溶胞物)

从双歧杆菌获得的生理溶胞产物。二裂酵母发酵产物溶胞物是运用生物技术从双歧杆菌这种益生菌的溶胞产物中萃取的抗衰老活性物,可有效保护皮肤,使其不受紫外线引起的损伤。紫外线会损伤皮肤细胞,引起免疫制剂,降低皮肤局部免疫系统的活性。

通过增强细胞内源性酶促修复系统来防止紫外线造成损伤。因此二裂酵母可以对抗皮肤早衰(即光老化)。


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罗素生物基于人体宏基因组学对于人体皮肤微生态的研究,进一步研发了更符合中国女性皮肤特性的益生菌发酵原料,应用于个人护理品中。可根据客户需求定向研发不同益生菌发酵产物用于皮肤护理改善。



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