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为解决新生小鼠早期肠道微生物组发育未被充分研究，影响实验设计的问题，华盛顿大学医学院研究人员开展对无特定病原体（SPF）新生小鼠细菌群落组装的研究。结果发现小鼠微生物组出生后几周内形成，21 天基本完成。这为实验设计提供参考，意义重大。
在生命的微观世界里，新生婴儿的肠道就像一片亟待开垦的土地，微生物们在其中不断 “安营扎寨”。随着时间推移，肠道微生物组逐渐发展成熟，这一过程受多种因素影响，如分娩方式、营养摄入和抗生素使用等。对于新生儿来说，肠道微生物组的健康发展至关重要，它与许多疾病的发生发展密切相关。然而，在小鼠模型研究领域，尽管新生小鼠常被用于模拟人类婴儿疾病，但它们早期肠道微生物组的发育情况却一直未得到充分研究。这就好比在黑暗中摸索，研究人员无法准确预测不同年龄段小鼠肠道微生物群落的复杂性和组成，从而严重阻碍了断奶前实验的最佳设计。
为了揭开这个神秘的面纱，华盛顿大学医学院的研究人员展开了一项深入的研究。他们的目标是详细描绘 C57BL/6 和 BALB/c 小鼠从出生到成年的肠道微生物组发育过程。这项研究成果发表在《Microbiome》杂志上，为我们理解小鼠肠道微生物组的奥秘提供了重要线索。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究小鼠肠道微生物组的发育。首先，他们从 Charles River 购买了怀孕的 C57BL/6 和 BALB/c 小鼠，这些小鼠在到达华盛顿大学后不久便分娩。研究人员在小鼠出生后不久到断奶（出生后第 21 天），以及断奶后每周直到 6 周龄，收集新生小鼠的粪便样本；同时，在特定时间点收集母鼠的粪便样本和身体部位样本。对于收集的样本，研究人员利用 16S rRNA 基因扩增子测序技术，对粪便和母鼠身体部位样本中的细菌进行分类和分析，以了解微生物群落的组成和多样性变化。此外，他们还对部分粪便样本进行短读长鸟枪法宏基因组测序，进一步分析早期小鼠微生物组的菌株水平变异，并对宏基因组组装基因组（MAGs）进行分类和注释，探索其中的病毒和质粒。
研究结果令人瞩目。研究发现，早期新生小鼠的肠道微生物组非常简单，主要由少数几种先锋细菌类群主导，如 Ligilactobacillus、Streptococcus 和 Proteus。这些细菌在母鼠的多个身体部位中含量较低，难以明确其具体来源。在出生后约 15 天，小鼠肠道微生物组开始发生显著变化。在此之前，微生物多样性较低，以 Ligilactobacillus 等为主；15 天后，Bacteroidetes 和 Clostridia 等类群的丰度增加，微生物多样性迅速上升。通过计算香农多样性指数和 Faith's 系统发育多样性指数，都能明显看出这种变化趋势。同时，定量 PCR 检测发现早期小鼠粪便中 16S rRNA 基因水平较低，细菌载量相对成年样本较少。
在细菌群落结构方面，随着小鼠年龄增长，其粪便细菌群落结构不断变化。通过主坐标分析（PCoA）发现，出生后 15 天前的小鼠样本聚类在一起，15 - 21 天逐渐转变为中间状态，21 天后接近成年小鼠的群落结构，且与母鼠粪便微生物群落相似。这表明小鼠在出生后 15 天左右开始逐渐获得类似成年的细菌群落，之后向母鼠的微生物群落结构靠拢。
对母鼠身体部位微生物群落的研究发现，母鼠的皮肤、口腔和阴道等部位的微生物群落与粪便微生物群落存在明显差异。虽然母鼠身体部位微生物群落中也存在一些与早期小鼠肠道微生物相同的类群，但这些类群的丰度普遍较低，难以确定其为早期小鼠肠道微生物的明确来源。
进一步对早期小鼠微生物组进行菌株水平分析发现，不同小鼠品系和窝之间的 Ligilactobacillus murinus 和 Proteus mirabilis 菌株差异不显著。例如，Ligilactobacillus murinus ASF361 在所有样本中都有较高的核苷酸相似性；Proteus mirabilis 也存在高度相似的菌株。此外，研究人员还在早期小鼠微生物组中鉴定出了病毒和质粒。通过 VirSorter2 等工具，识别出多种病毒，包括双链 DNA 噬菌体和单链 DNA 病毒等，部分病毒的生活方式和分类也得以预测；同时，利用 Plasmer 等工具预测出多种质粒，表明早期微生物组发育中的主要类群存在相关质粒。
综合上述研究，小鼠肠道微生物组在出生后的几周内逐渐组装形成，到 21 天基本完成成熟过程。这一发育过程对宿主健康至关重要，其变化与小鼠的饮食转变（从母乳到固体食物）以及共栖行为密切相关。然而，早期小鼠肠道微生物的来源尚不明确，虽然母鼠身体部位可能提供部分微生物，但其他来源如母乳等也不能排除。这项研究为进一步探究早期生命微生物组对健康的影响提供了重要基础，详细的微生物组发育特征有助于研究人员更好地设计实验，探索新生儿微生物组相关疾病的发病机制和干预措施。同时，研究结果也为理解微生物组与宿主健康的关系提供了新的视角，为未来的微生物组研究指明了方向，如进一步研究不同来源微生物对小鼠肠道微生物组发育的具体贡献，以及微生物组变化与宿主代谢、免疫功能之间的复杂关系等。
