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研究人员在慕尼黑工业大学和萨里大学发现，即使在体外培养，婴儿肠道微生物群也有自己的昼夜节律。这一发现来自一项随机对照试验，该试验还表明，与以往认为的相比，饮食对婴儿微生物群的发育和组成影响较小。
他们的研究发表在《细胞宿主与微生物》杂志上，题为《婴儿粪便微生物群和代谢物的昼夜节律：一项有干预的随机对照试验》。
昼夜节律系统驱动着24小时的振荡，以控制身体和器官功能；然而，发育中的肠道，包括微生物群落的定植过程在内，昼夜节律的贡献完全未知。
“我们发现，即使在定植的非常早期阶段，微生物生态系统也会发展出这种昼夜节律，”慕尼黑工业大学的资深作者、微生物群专家Dirk Haller博士说。“我们之前在成年人身上观察到了这些节律，但我们不确定这些机制是什么时候首次出现。”
尽管饮食对婴儿微生物群的发育影响较小，但研究人员表明年龄扮演着更重要的角色。
“饮食确实重要，但不及肠道的老化，”Haller说。“当我们比较纯母乳喂养和配方奶喂养的婴儿时，微生物群的差异微乎其微。我们的肠道系统可能在适应环境提供的东西方面更加灵活。”
研究人员使用了一项随机对照试验，比较了纯母乳喂养婴儿和接受不同类型配方奶的婴儿的微生物群的发育情况——未添加的配方奶、含有母乳中细菌（双歧杆菌）的配方奶、含有模拟母乳糖类（低聚半乳糖，GOS）的配方奶或含有双歧杆菌和GOS的配方奶。该试验共有210名婴儿参与。
为了纵向跟踪婴儿的微生物群，研究团队在婴儿0.5个月、一个月、三个月、七个月和十二个月时以及在24个月时对一部分婴儿进行了样本采集。
研究人员发现，饮食对婴儿的生长或微生物群的差异几乎没有影响。当他们比较不同类型的配方奶时，他们发现添加GOS的婴儿配方奶比含有双歧杆菌的配方奶更有效地促进了双歧杆菌的持续水平。
然而，纯母乳喂养婴儿和配方奶喂养婴儿的肠道代谢物谱有显著差异。“纯母乳喂养的婴儿与接受配方奶喂养的婴儿的肠道代谢物环境截然不同，这可能会对代谢启动和许多下游效应产生根本性影响，”Haller说。“我们可以得出结论，母乳在婴儿肠道代谢中起到了完全不同的作用。”
研究人员还观察到不同微生物群种类的丰度存在着昼夜节律波动。当他们将婴儿微生物培养在实验室中进行连续培养时，这些细菌甚至在没有外部光线或宿主信号的情况下也会形成相同的昼夜节律。
尽管成人微生物群中已经观察到昼夜节律，但这是首次证据表明细菌在独立维持这些节律。
“当我们将它们取出时，它们会保持这种与白天有关的昼夜振荡，”Haller解释道。“这相当令人惊讶，因为它表明这些细菌具有某种内在机制，能够提供某种对昼夜循环的适应，这可能使它们在定植人类肠道时具有优势。”
展望未来，研究人员希望检查单个细菌物种在孤立培养而不是在复杂群落中是否保持节律，并寻找控制这些节律的基因。
“对我们来说，下一个问题是我们是否能够确定细菌中控制它们昼夜行为的机制，”Haller总结道。
参考文献：“Diurnal rhythmicity of infant fecal microbiota and metabolites: A randomized controlled interventional trial with infant formula.”
编辑：王洪
排版：李丽
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