多形擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron)的名字可能來源於希臘姐妹會或兄弟會，它是一種最優秀的碳水化合物降解細菌，能夠將許多植物類食品中的大分子碳水化合物降解為葡萄糖和其他易消化的小分子糖類。人體中沒有基因可以合成降解碳水化合物的酶，而多形擬桿菌的基因，能合成260多種消化植物成分的酶，從而幫助人體高效地從橙子、蘋果、土豆、小麥胚芽等食物中提取營養。
基本介紹
- 中文學名：多形擬桿菌
- 別稱：Bacteroides thetaiotaomicron
- 保存方法：低溫保存法、脫水保存法
- 描述：類腸道中數量最大的細菌之一
生物簡介,詳細說明,脫水保存法,新認識,宿主相互作用,
生物簡介
多形擬桿菌的二個環層體，一個分泌出細胞外（↑），另一個仍留在細胞內（↑↑）超薄切片，×112 000。
多形擬桿菌是人類腸道中數量最大的細菌之一，能夠根據食物來源的變化，將自身四分之一以上的基因調節到活躍狀態，分解人體本身無法消化的多糖如纖維素等，在向宿主提供營養的同時也為自己和腸道中的其他細菌獲得食物。
詳細說明
菌種 低溫保存法
①簡單保存法，將瓊脂斜面孢子培養物、菌絲懸浮液以及由麩皮、大米、小米等穀物原料製成的孢子培養物置於4℃冰櫃保存,保存時間不超過1～2個月，若將穀物原料製備的孢子瓶抽真空並在棉塞上浸蠟,以隔絕外界空氣和水汽,保持時間可達3～4個月；
②液氮超低溫保存法，將生長穩定期的細胞懸浮在10%甘油或其他低冰點液體中，密封於安瓿管內，然後控制冷卻速度，使安瓿管溫度逐步下降至 -35℃時，即可置於-150～-196℃的液氮罐中保存。大多數微生物如病毒、噬菌體、多種細菌、放線菌、酵母和原蟲、特別是一些用冷凍乾燥法有困難的微生物，都可用此法長期保存。
脫水保存法
①沙土保存法，能產孢子的細菌、放線菌及黴菌可採用此法保存,即將沙和土以3:2比例混合，經稀酸處理洗淨過篩,裝入小試管內,裝置高度為1cm;滅菌2～3次，烘乾後即可將在斜面培養基上生長良好的孢子，用無菌蒸餾水2～2.5ml製成孢子懸液，吸取少許加入沙土管中，經真空抽乾，外觀呈鬆散狀態,於4℃冰櫃保存，保存期可達5～7年。
② 冷凍乾燥法,將孢子懸浮液與保護劑(一般用脫脂牛奶或血清)相混合，放在安瓿管內於-20～-30℃的乙醇浴中速凍。然後，在低溫下用真空泵抽乾，並用五氧化二磷或乾冰使水汽結凍，熔封安瓿管，於低溫下保存。保存期可達5～10年之久。
③ 石蠟油封存法，在斜面菌種培養物上,倒上滅菌後的石蠟油，高出斜面1cm，於4℃冰櫃或低溫乾燥處保存，此法不適用於能利用石蠟油作碳源的微生物，保存期為一年以上。
② 冷凍乾燥法,將孢子懸浮液與保護劑(一般用脫脂牛奶或血清)相混合，放在安瓿管內於-20～-30℃的乙醇浴中速凍。然後，在低溫下用真空泵抽乾，並用五氧化二磷或乾冰使水汽結凍，熔封安瓿管，於低溫下保存。保存期可達5～10年之久。
③ 石蠟油封存法，在斜面菌種培養物上,倒上滅菌後的石蠟油，高出斜面1cm，於4℃冰櫃或低溫乾燥處保存，此法不適用於能利用石蠟油作碳源的微生物，保存期為一年以上。
新認識
腸道中的一種常見細菌――多形擬桿菌，能夠根據食物來源的變化，將自身四分之一以上的基因調節到活躍狀態。這一發現讓科學家對腸道菌群有了新的認識。
多形擬桿菌是人類腸道中數量最大的細菌之一，它能夠分解人體本身無法消化的多糖如纖維素等，在向宿主提供營養的同時也為自己和腸道中的其他細菌獲得食物。
美國華盛頓大學聖路易斯分校研究人員在最新一期《科學》雜誌上報告說，當宿主的食譜變化時，多形擬桿菌能迅速調節自己的基因組，更好地消化新食物，這樣維持了整個腸道菌群的健康。
華盛頓大學聖路易斯分校教授傑弗里?戈登等人在實驗中向無菌實驗鼠注射多形擬桿菌，再分別用高多糖、低單糖的飼料和單糖飼料餵養實驗鼠，10天后，觀察實驗鼠腸道內的多形擬桿菌。結果發現，多形擬桿菌基因組4779個基因中，吃高多糖、低單糖飼料的實驗鼠體內的多形擬桿菌有1237個基因被調節到了相對活躍的狀態；而吃單糖飼料的實驗鼠，其體內的多形擬桿菌則啟用了一套不同的基因，幫助實驗鼠吸收利用單糖。
戈登說，多形擬桿菌的複雜程度超出人們早先的認識。它在消化多糖時，能夠在外表生成一些蛋白質，附著在富含多糖的食物微粒上，此外它還能生成一些細胞器幫助消化多糖。而吃單糖飼料的實驗鼠腸道內的細菌，就沒有這些蛋白質。多糖是由很多分子單糖結合而成的高分子碳水化合物，必須先經消化分解為單糖。單糖是最簡單的碳水化合物，可以不經消化直接為機體所吸收利用，腸道內的多形擬桿菌不需要合成特殊的蛋白質，編碼這些蛋白質的基因也就沒有必要激活了。因此，研究人員認為，多形擬桿菌所調節的基因，是控制消化多糖的蛋白質的。
這一發現對人類健康有重要意義。戈登說，人類腸道中生活著上百萬億個細菌，構成了微型生態環境，它們能分解人類自身不能消化的食物，可以說是人類的“微生物器官”。腸道細菌生態的變化，可能是影響肥胖以及肥胖引起的糖尿病、心臟病的重要因素。下一步，科學家將研究多形擬桿菌基因調節功能與人類肥胖症之間的聯繫。
多形擬桿菌是人類腸道中數量最大的細菌之一，它能夠分解人體本身無法消化的多糖如纖維素等，在向宿主提供營養的同時也為自己和腸道中的其他細菌獲得食物。
美國華盛頓大學聖路易斯分校研究人員在最新一期《科學》雜誌上報告說，當宿主的食譜變化時，多形擬桿菌能迅速調節自己的基因組，更好地消化新食物，這樣維持了整個腸道菌群的健康。
華盛頓大學聖路易斯分校教授傑弗里?戈登等人在實驗中向無菌實驗鼠注射多形擬桿菌，再分別用高多糖、低單糖的飼料和單糖飼料餵養實驗鼠，10天后，觀察實驗鼠腸道內的多形擬桿菌。結果發現，多形擬桿菌基因組4779個基因中，吃高多糖、低單糖飼料的實驗鼠體內的多形擬桿菌有1237個基因被調節到了相對活躍的狀態；而吃單糖飼料的實驗鼠，其體內的多形擬桿菌則啟用了一套不同的基因，幫助實驗鼠吸收利用單糖。
戈登說，多形擬桿菌的複雜程度超出人們早先的認識。它在消化多糖時，能夠在外表生成一些蛋白質，附著在富含多糖的食物微粒上，此外它還能生成一些細胞器幫助消化多糖。而吃單糖飼料的實驗鼠腸道內的細菌，就沒有這些蛋白質。多糖是由很多分子單糖結合而成的高分子碳水化合物，必須先經消化分解為單糖。單糖是最簡單的碳水化合物，可以不經消化直接為機體所吸收利用，腸道內的多形擬桿菌不需要合成特殊的蛋白質，編碼這些蛋白質的基因也就沒有必要激活了。因此，研究人員認為，多形擬桿菌所調節的基因，是控制消化多糖的蛋白質的。
這一發現對人類健康有重要意義。戈登說，人類腸道中生活著上百萬億個細菌，構成了微型生態環境，它們能分解人類自身不能消化的食物，可以說是人類的“微生物器官”。腸道細菌生態的變化，可能是影響肥胖以及肥胖引起的糖尿病、心臟病的重要因素。下一步，科學家將研究多形擬桿菌基因調節功能與人類肥胖症之間的聯繫。
宿主相互作用
通過對小鼠進行實驗，研究人員發現，多形擬桿菌可與宿主發生相互作用，向宿主提供營養物質。研究人員先將小鼠飼養於一種完全無菌的環境中(保證它們不攜帶任何細菌)，然後再讓小鼠與多形擬桿菌接觸。2005年，美國華盛頓大學聖路易斯分校的研究人員發現，多形擬桿菌通過食用多糖分子，即結構複雜的碳水化合物而存活。多形擬桿菌會讓這些營養物質發酵，生成短鏈脂肪酸(也就是它們的排泄物)，為小鼠提供養分。通過這種方式，細菌從那些本來無法消化的碳水化合物中得到了熱量，比如燕麥片中的膳食纖維。研究人員還發現，如果要獲得相同的體重，那些沒有攜帶多形擬桿菌的小鼠，需要比攜帶了這種細菌的小鼠多吃30%的食物。
對共生細菌的研究還使一種病原菌——幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori )重獲好名聲。20世紀80年代，澳大利亞醫師巴里· 馬歇爾(Barry Marshall)和羅賓· 瓦倫(Robin Warren)發現，幽門螺旋桿菌(可以在胃內酸性環境中旺盛生存的少數病菌之一)是引發胃潰瘍的病原菌。在這之前人們一直認為，持續使用非類固醇消炎藥(NSAID，阿司匹林就是這類藥物)是導致胃潰瘍的常見病因，所以細菌引發胃潰瘍的新發現，很快就成了當時引人注目的新聞。從那以後，套用抗生素治療胃潰瘍就成了一種標準的臨床治療方法。很快，由幽門螺旋桿菌引發的潰瘍發病率就下降了50%多。
但是，紐約大學的內科和微生物學教授馬丁·布雷澤(MartinBlaser)認為，事情遠不是這樣簡單。布雷澤教授研究幽門螺旋桿菌已經25年了。“與別人一樣，剛開始我也認為幽門螺旋桿菌只是一種病原體，但幾年之後，我認識到，它實際上是一種與人體共生的有益細菌。”1998年，布雷澤和同事發現，幽門螺旋桿菌對絕大多數人都是有益的，它可以調節胃酸水平，創造既適合它生存也適合宿主(人體)的環境。比如，當胃酸分泌過多時，幽門螺旋桿菌會大量繁殖，同時細菌內的cagA基因開始產生一種蛋白質，使胃部減少胃酸的分泌。不過，對於易感人群來說，cagA有一種不好的副作用，會加重幽門螺旋桿菌引起的潰瘍。
對共生細菌的研究還使一種病原菌——幽門螺旋桿菌(Helicobacter pylori )重獲好名聲。20世紀80年代，澳大利亞醫師巴里· 馬歇爾(Barry Marshall)和羅賓· 瓦倫(Robin Warren)發現，幽門螺旋桿菌(可以在胃內酸性環境中旺盛生存的少數病菌之一)是引發胃潰瘍的病原菌。在這之前人們一直認為，持續使用非類固醇消炎藥(NSAID，阿司匹林就是這類藥物)是導致胃潰瘍的常見病因，所以細菌引發胃潰瘍的新發現，很快就成了當時引人注目的新聞。從那以後，套用抗生素治療胃潰瘍就成了一種標準的臨床治療方法。很快，由幽門螺旋桿菌引發的潰瘍發病率就下降了50%多。
但是，紐約大學的內科和微生物學教授馬丁·布雷澤(MartinBlaser)認為，事情遠不是這樣簡單。布雷澤教授研究幽門螺旋桿菌已經25年了。“與別人一樣，剛開始我也認為幽門螺旋桿菌只是一種病原體，但幾年之後，我認識到，它實際上是一種與人體共生的有益細菌。”1998年，布雷澤和同事發現，幽門螺旋桿菌對絕大多數人都是有益的，它可以調節胃酸水平，創造既適合它生存也適合宿主(人體)的環境。比如，當胃酸分泌過多時，幽門螺旋桿菌會大量繁殖，同時細菌內的cagA基因開始產生一種蛋白質，使胃部減少胃酸的分泌。不過，對於易感人群來說，cagA有一種不好的副作用，會加重幽門螺旋桿菌引起的潰瘍。
