Cell子刊：婴儿肠道微生物组表现出独立于外部信号的昼夜节律

　　

婴儿肠道微生物群随昼夜节律振荡，即使在体外培养也是如此。研究人员在4月2日的《细胞宿主与微生物》杂志上报告说，这种节律早在出生后两周就可以检测到，但随着年龄的增长变得更加明显。这一发现来自一项随机对照试验，该试验还表明，饮食对婴儿微生物群的发育和组成的影响比之前认为的要小。

慕尼黑工业大学的资深作者和微生物组专家Dirk Haller说：“我们发现，即使在殖民的早期，微生物生态系统也会发展出这种昼夜节律。我们之前已经在成年人身上发现了这些节律，但我们不确定这些机制何时首次出现。”

虽然饮食对婴儿微生物群发育的影响很小，但研究人员表明，年龄起着更重要的作用。

“饮食很重要，但比不上肠道衰老，当我们比较母乳喂养和配方奶粉喂养的婴儿时，微生物组定植的差异很小。我们的肠道系统在适应环境方面可能更灵活一些。”

研究人员使用了一项随机对照试验来比较纯母乳喂养的婴儿和接受不同类型配方奶粉的婴儿的微生物组发育情况。含有母乳来源细菌(双歧杆菌)的配方奶粉;含有模拟母乳糖(半乳糖低聚糖)的配方奶粉;或含有双歧杆菌和高斯菌的配方。该试验总共包括210名婴儿。

为了纵向追踪婴儿的微生物组，研究小组在婴儿0.5个月、1个月、3个月、7个月、12个月以及部分婴儿24个月时对婴儿的粪便进行了采样。他们还记录了一天中收集粪便样本的时间。

研究人员发现，饮食对婴儿生长或婴儿微生物组的差异几乎没有影响。虽然有很多差异，但所有婴儿的肠道微生物多样性都逐渐增加，在24个月时，两组之间没有明显的差异。当他们比较不同类型的配方奶粉时，他们发现，与含有双歧杆菌的配方奶粉相比，添加gos的婴儿配方奶粉在促进双歧杆菌持续水平方面更有效。

然而，在纯母乳喂养和配方奶粉喂养的婴儿之间，肠道代谢物谱有显著差异。Haller说:“纯母乳喂养的婴儿和接受婴儿配方奶粉喂养的婴儿肠道内的代谢物环境有很大不同，这可能对代谢启动和许多下游效应产生根本性影响。”“我们可以得出结论，母乳对婴儿肠道的新陈代谢有完全不同的作用。”

研究人员还观察到不同微生物种类的丰度在24小时内有节律的波动。当他们将婴儿微生物在实验室中连续培养时，即使在没有外部光线或宿主信号的情况下，细菌也会适应相同的昼夜节律。虽然之前在成人微生物组中观察到昼夜节律，但这是细菌独立维持这些节律的第一个证据。

“当我们把它们拿出来时，它们保持着与白天相关的昼夜振荡，这是相当令人惊讶的，因为它表明细菌有一些内在的机制，可以提供某种适应昼夜循环的机制，这可能使它们在人类肠道中定植具有优势。”

研究人员计划在未来的研究中进一步研究微生物组的昼夜节律。具体来说，他们想要研究单个细菌物种在单独生长而不是在复杂的群落中生长时是否能保持节律，并寻找控制这些节律的基因。

“对我们来说，下一个问题是我们能否确定细菌控制昼夜节律行为的机制”。