研究:塞舌尔莺免疫基因与野外肠道菌群组成和功能相关

英国东英吉利大学(University of East Anglia)研究人员在一项以塞舌尔莺为对象的野外研究中发现,免疫相关基因可能影响哪些肠道微生物能够在宿主体内繁盛,从而与肠道微生物组的组成及功能差异相关。研究成果已发表在期刊《Microbiome》。

研究团队将目光投向生活在塞舌尔库辛岛(Cousin Island)的塞舌尔莺。这种小型鸣禽栖息地范围有限,为长期追踪个体提供了条件。研究人员通过采集鸟类粪便样本,对其肠道微生物组进行分析,并结合个体遗传信息,评估免疫基因与肠道菌群之间的关系。

东英吉利大学生物科学学院高级研究员大卫·理查森(David Richardson)表示,从机制上看,动物免疫系统可能在一定程度上决定哪些微生物能够在肠道中存活,而这些微生物也会反过来支持并“训练”宿主的免疫系统。

库辛岛的长期个体追踪

研究人员指出,库辛岛面积较小且相对孤立,岛上的莺类个体不会离开该岛。岛上莺类佩戴彩色腿环,研究团队得以在自然环境中对个体进行多年追踪,持续记录其行为、健康与遗传信息。理查森称,这种条件在一定程度上形成了类似“实验室种群”的研究基础,但研究对象仍处于自然饮食与自然菌群环境中。

聚焦MHC基因与微生物组差异

该研究重点关注主要组织相容性复合体(MHC)——一组在大多数脊椎动物(包括人类)免疫防御中发挥核心作用的基因。研究团队在野外样本中观察到,MHC相关区域的遗传变异与肠道微生物组的组成及功能存在密切关联。

研究由张传博士在其博士项目期间完成。他在库辛岛开展实地采样,收集粪便样本用于分析消化系统内的微生物群落。张传表示,结果显示免疫基因可能参与塑造野生动物的肠道微生物组,并可能对健康与生存产生有益影响。

研究团队采用统计与建模方法,分析MHC特定区域与肠道微生物组差异之间的关系。除识别细菌种类外,研究还评估了微生物的功能特征,例如是否与代谢、营养处理或抵御病毒及其他感染相关。

研究指向免疫与菌群的双向关系

研究人员表示,结果支持免疫基因与肠道菌群之间存在互动关系:免疫基因影响肠道微生物组,而微生物组也会反过来影响免疫功能。研究还提到,免疫基因可能通过不同方式塑造肠道微生物组,在宿主承载某些微生物的利弊之间形成平衡,从而为理解宿主与微生物伙伴的共同进化提供线索。

尽管研究对象为鸟类,研究团队指出,相关基础生物机制可能广泛存在于包括人类在内的动物中,并可为未来免疫、肠道健康及疾病研究提供参考。


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