stringtranslate.com

Первоначальное приобретение микробиоты

Первоначальное приобретение микробиоты — это формирование микробиоты организма непосредственно до и после рождения . Микробиота (также называемая флорой ) — это все микроорганизмы, включая бактерии , археи и грибы , которые колонизируют организм. Микробиом — это другой термин для микробиоты или может относиться к собранным геномам .

Многие из этих микроорганизмов взаимодействуют с хозяином способами, которые являются полезными, и часто играют неотъемлемую роль в таких процессах, как пищеварение и иммунитет. [1] Микробиом динамичен: он меняется у разных людей с течением времени и может зависеть как от эндогенных, так и от экзогенных сил. [2]

Многочисленные исследования беспозвоночных [3] [4] [5] показали, что эндосимбионты могут передаваться вертикально к ооцитам или передаваться извне во время откладки яиц. [6] Исследования по приобретению микробных сообществ у позвоночных относительно немногочисленны, но также предполагают, что может иметь место вертикальная передача. [7] [8]

У людей

Ранние гипотезы предполагали, что человеческие младенцы рождаются стерильными и что любое присутствие бактерий в матке будет вредно для плода. [7] Некоторые считали, что и матка, и материнское молоко стерильны, и что бактерии не попадают в кишечный тракт младенца, пока не будет предоставлено дополнительное питание. [9] В 1900 году французский педиатр Анри Тиссье выделил Bifidobacterium из стула здоровых младенцев, вскармливаемых грудью. [10] [11] Он пришел к выводу, что грудное молоко не стерильно, и предположил, что диарею, вызванную дисбалансом кишечной флоры, можно лечить, добавляя в пищу Bifidobacterium . [12] Однако Тиссье по-прежнему утверждал, что матка стерильна и что младенцы не контактируют с бактериями, пока не войдут в родовые пути. [11]

За последние несколько десятилетий исследования перинатального приобретения микробиоты у людей расширились в результате развития технологии секвенирования ДНК . [7] Бактерии были обнаружены в пуповинной крови, [13] амниотической жидкости, [14] и плодных оболочках [15] здоровых доношенных детей. Меконий , первое испражнение младенца из переваренной амниотической жидкости, также, как было показано, содержит разнообразное сообщество микробов. [13] Эти микробные сообщества состоят из родов, обычно встречающихся во рту и кишечнике, которые могут передаваться в матку через кровоток, и во влагалище, которое может подниматься через шейку матки. [7] [13]

У позвоночных, не являющихся человеком

В одном эксперименте беременным мышам давали пищу, содержащую генетически маркированный Enterococcus faecium . [16] Было обнаружено, что меконий доношенного потомства, рожденного этими мышами с помощью стерильного кесарева сечения, содержал маркированный E. faecium , в то время как детеныши от контрольных мышей, которым давали неинокулированную пищу, не содержали E. faecium . Эти данные подтверждают возможность вертикальной передачи микробов у млекопитающих.

Большинство исследований вертикальной передачи у позвоночных, не относящихся к млекопитающим, сосредоточены на патогенах у сельскохозяйственных животных (например, курица, рыба). [7] [17] [18] Неизвестно, содержат ли эти виды также комменсальную флору в яйцах.

У беспозвоночных

Морские губки являются хозяевами многих видов микробов, специфичных для губок, которые встречаются в нескольких линиях губок. [19] Эти микробы обнаруживаются в расходящихся популяциях без перекрывающихся ареалов, но не встречаются в непосредственной среде обитания губок. В результате считается, что симбионты были установлены в результате колонизации до того, как губки диверсифицировались, и поддерживаются посредством вертикальной (и, в меньшей степени, горизонтальной) передачи. [20] Подтверждено наличие микроорганизмов как в ооцитах, так и в эмбрионах губок. [20] [21]

Многие насекомые зависят от микробных симбионтов для получения аминокислот и других питательных веществ, которые недоступны из их основного источника пищи. [7] Микробиота может передаваться потомству через бактериоциты , связанные с яичниками или развивающимся эмбрионом, [5] [22] [23] путем кормления личинок пищей, обогащенной микробами, [24] или путем смазывания яиц средой, содержащей микробы, во время яйцекладки. [25] [26] Альтернативно, в других случаях состав микробиоты также может определяться окружающей средой, как в случае личинок комаров, живущих в воде. [27]

Смотрите также

Ссылки

  1. Хармон, Кэтрин (16 декабря 2009 г.). «Насекомые внутри: что происходит, когда исчезают микробы, поддерживающие наше здоровье?». Scientific American .
  2. ^ Мундасад, Смита (13 июня 2012 г.). «Проект «Микробиом человека» раскрывает крупнейшую карту микробов». BBC News.
  3. ^ Feldhaar, Heike; Gross, Roy (январь 2009). «Насекомые как хозяева мутуалистических бактерий». International Journal of Medical Microbiology . 299 (1): 1–8. doi :10.1016/j.ijmm.2008.05.010. PMC 7172608. PMID 18640072  . 
  4. ^ Дуглас, AE (1989). «Симбиоз мицетоцитов у насекомых». Biological Reviews . 64 (4): 409–434. doi :10.1111/j.1469-185X.1989.tb00682.x. PMID  2696562. S2CID  28345783.
  5. ^ ab Buchner, P. (1965). Эндосимбиоз животных с растительными микроорганизмами . Нью-Йорк: Interscience Publishers. ISBN 978-0470115176.
  6. ^ Салем, Хассан (апрель 2015 г.). «Опыт вне тела: внеклеточное измерение передачи мутуалистических бактерий у насекомых». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 282 (1804): 20142957. doi :10.1098/rspb.2014.2957. PMC 4375872. PMID  25740892 . 
  7. ^ abcdef Funkhouser, LJ; Bordenstein, SR (2013). «Мама знает лучше: универсальность материнской микробной передачи». PLOS Biol . 11 (8): e1001631. doi : 10.1371/journal.pbio.1001631 . PMC 3747981. PMID  23976878 . 
  8. ^ Gantois, Inne; Ducatelle, Richard; Pasmans, Frank; et al. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis». FEMS Microbiology Reviews . 33 (4): 718–738. doi : 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x . PMID  19207743.
  9. ^ Кендалл, AI; Дэй, AA; Уокер, AW (1926). «Химия кишечных бактерий у искусственно вскармливаемых младенцев: исследования бактериального метаболизма». Журнал инфекционных заболеваний . 38 (3): 205–210. doi :10.1093/infdis/38.3.205.
  10. ^ Weiss, JE; Rettger, LF (1938). «Таксономические связи Lactobacillus bifidus (B. bifidus Tissier) и Bacteroides bifidus». Журнал инфекционных заболеваний . 62 (1): 115–120. doi :10.1093/infdis/62.1.115.
  11. ^ аб Тиссье, Х. (1900). Исследования по поводу кишечной флоры нуриссонов (эта нормальная и патологическая). Диссертация. Париж: Ж. Карре и К. Но.
  12. ^ Тиссье, Х. (1906). Обработка кишечных инфекций по методу бактериальной флоры кишечника. CR de la Société de Biologie. 60: 359-361.
  13. ^ abc Jiménez, E.; et al. (2005). «Выделение комменсальных бактерий из пуповинной крови здоровых новорожденных, рожденных путем кесарева сечения». Current Microbiology . 51 (4): 270–274. doi :10.1007/s00284-005-0020-3. PMID  16187156. S2CID  43438656.
  14. ^ Bearfield, C; Davenport, ES; et al. (2002). «Возможная связь между инфекцией микроорганизмов амниотической жидкости и микрофлорой во рту». British Journal of Obstetrics and Gynaecology . 109 (5): 527–533. doi : 10.1016/s1470-0328(02)01349-6 . PMID  12066942.
  15. ^ Steel, JH; Malatos, S.; Kennea, N.; et al. (2005). «Бактерии и воспалительные клетки в плодных оболочках не всегда вызывают преждевременные роды». Pediatric Research . 57 (3): 404–411. doi : 10.1203/01.pdr.0000153869.96337.90 . PMID  15659699.
  16. ^ Хименес, Э.; Марин, М. Л.; Мартин, Р.; и др. (апрель 2008 г.). «Действительно ли стерилен меконий здоровых новорожденных?». Исследования в области микробиологии . 159 (3): 187–193. doi : 10.1016/j.resmic.2007.12.007 . PMID  18281199.
  17. ^ Gantois, I.; Ducatelle, R.; Pasmans, F.; et al. (2009). «Механизмы заражения яиц Salmonella Enteritidis». FEMS Microbiology Reviews . 33 (4): 718–738. doi : 10.1111/j.1574-6976.2008.00161.x . PMID  19207743.
  18. ^ Брок, JA; Буллис, Р. (2001). «Профилактика и контроль заболеваний гамет и эмбрионов рыб и морских креветок». Аквакультура . 197 (1–4): 137–159. doi :10.1016/s0044-8486(01)00585-3.
  19. ^ Уилкинсон, CR (1984). «Происхождение бактериальных симбиозов у ​​морских губок». Труды Лондонского королевского общества . 220 (1221): 509–517. doi :10.1098/rspb.1984.0017. S2CID  84667679.
  20. ^ ab Schmitt, S.; Angermeier, H.; Schiller, R.; et al. (2008). «Молекулярное микробное разнообразие репродуктивных стадий губок и механистическое понимание вертикальной передачи микробных симбионтов». Applied and Environmental Microbiology . 74 (24): 7694–7708. Bibcode :2008ApEnM..74.7694S. doi :10.1128/aem.00878-08. PMC 2607154 . PMID  18820053. 
  21. ^ Schmitt, S.; Weisz, JB; Lindquist, N.; Hentschel, U. (2007). «Вертикальная передача филогенетически сложного микробного консорциума в живородящей губке Ircinia felix». Applied and Environmental Microbiology . 73 (7): 2067–2078. Bibcode : 2007ApEnM..73.2067S. doi : 10.1128/aem.01944-06. PMC 1855684. PMID 17277226  . 
  22. ^ Кога, Р.; Менг, XY; Цучида, Т.; Фукацу, Т. (2012). «Клеточный механизм селективной вертикальной передачи облигатного симбионта насекомых на границе бактериоцитов и эмбрионов». Труды Национальной академии наук США . 109 (20): E1230–E1237. doi : 10.1073/pnas.1119212109 . PMC 3356617. PMID  22517738 . 
  23. ^ Sacchi, L.; Grigolo, A.; Laudani, U; et al. (1985). «Поведение симбионтов во время оогенеза и ранних стадий развития немецкого таракана Blatella germanica (Blattodea)». Журнал патологии беспозвоночных . 46 (2): 139–152. doi :10.1016/0022-2011(85)90142-9. PMID  3930614.
  24. ^ Аттардо, GM; Лос, C.; Хедди, A.; и др. (2008). «Анализ структуры и функции молочной железы у Glossina morsitans: производство молочного белка, популяции симбионтов и плодовитость». Журнал физиологии насекомых . 54 (8): 1236–1242. doi :10.1016/j.jinsphys.2008.06.008. PMC 2613686. PMID  18647605 . 
  25. ^ Прадо, СС; Зукки, ТД (2012). «Взаимодействие хозяина и симбионта для потенциального контроля над вредителями полужесткокрылых». Psyche: A Journal of Entomology . 2012 : 1–9. doi : 10.1155/2012/269473 .
  26. ^ Goettler, W.; Kaltenpoth, M.; Hernzner, G.; Strohm, E. (2007). «Морфология и ультраструктура органа культивирования бактерий: антеннальные железы самок европейских пчелиных волков, Philanthus triangulum (Hymenoptera, Crabronidae)». Arthropod Structure & Development . 36 (1): 1–9. doi :10.1016/j.asd.2006.08.003. PMID  18089083.
  27. ^ Гао, Хань; Цуй, Чуньлай; Ван, Лили; Якобс-Лорена, Марсело; Ван, Сибао (2020-02-01). «Микробиота комаров и ее значение для контроля заболеваний». Тенденции в паразитологии . 36 (2): 98–111. doi :10.1016/j.pt.2019.12.001. ISSN  1471-4922. PMC 9827750. PMID 31866183.  S2CID 209445843  .