微生物生長曲線分析儀于腸道菌群研究的應(yīng)用

腸道菌群被認(rèn)為是“第二基因組”，與人類健康密切相關(guān)。人體腸道中存在著數(shù)以萬計的微生物，這些微生物在長期的競爭和進(jìn)化過程中與宿主相互依存。研究發(fā)現(xiàn)，有超過1000種的微生物在人體腸道定植，其數(shù)量約等于人體的細(xì)胞數(shù)目。在哺乳動物中，腸道的優(yōu)勢菌群為厚壁菌門（Firmicutes）和擬桿菌門（Bacteroidetes），其分別為革蘭氏陽性菌和陰性菌的代表，約占腸道總細(xì)菌數(shù)的90%。越來越多的證據(jù)表明，腸道微生物對宿主的健康、營養(yǎng)、疾病發(fā)展、代謝特性和免疫穩(wěn)態(tài)等起著關(guān)鍵作用。腸道微生物豐富度、多樣性、穩(wěn)定性以及代謝活動的改變可能會對宿主健康產(chǎn)生一定影響，因而調(diào)節(jié)或維持腸道菌群的穩(wěn)態(tài)也逐漸成為疾病預(yù)防的一個方向。

目前，對于腸道菌群的研究主要集中在菌群結(jié)構(gòu)、作用機制和應(yīng)用場景等方面，其中菌群結(jié)構(gòu)可較直觀的反映宿主當(dāng)前健康狀況，通過對各類細(xì)菌門豐度、含量等指標(biāo)進(jìn)行測定得到準(zhǔn)確結(jié)論，如評估厚壁菌門與擬桿菌門的豐度比值判斷宿主是否處于肥胖等代謝綜合征狀態(tài)。通常，正常個體的腸道細(xì)菌可根據(jù)對宿主的利害關(guān)系分為有益菌和有害菌：有益菌主要包括乳桿菌和雙歧桿菌，它們在營養(yǎng)和疾病預(yù)防中起著重要作用；而有害的腸道細(xì)菌，如梭狀芽孢桿菌（Clostridium）、韋榮球菌（Veillonella）、葡萄球菌（Staphylococcus）、腸球菌（Enterococcus Thiercelin and Jouhaud）和埃希氏菌（Escherichia coli）等，可能會對宿主產(chǎn)生潛在的有害物質(zhì)。

副干酪乳桿菌

金黃色葡萄球菌

因此，使用一些技術(shù)手段對腸道菌群進(jìn)行調(diào)控，促進(jìn)有益菌的生長，抑制有害菌的繁殖，可調(diào)節(jié)腸道菌群的結(jié)構(gòu)異常，使其組成與正常個體相似，幫助亞健康人群恢復(fù)健康。目前，一部分研究重心集中在生物活性肽對腸道菌群的調(diào)控作用領(lǐng)域。    

生物活性肽是從蛋白質(zhì)中分離得到的特定的小片段，分為食物攝取后酶消化得到的外源性活性肽和體內(nèi)分泌得到的內(nèi)源性活性肽，一般具有較顯著的效力和較高的組織親和力，且毒性小、穩(wěn)定性高。

生物活性肽的活性依據(jù)其氨基酸的組成、序列、化學(xué)結(jié)構(gòu)不同而有所差異，按照生物活性的不同，可將其分為抗氧化肽、抗菌肽、抗腫瘤肽、降血壓肽、降膽固醇肽、神經(jīng)活性肽、免疫活性肽、腸道調(diào)節(jié)肽和金屬螯合活性肽等。肽類物質(zhì)對腸道菌群的調(diào)節(jié)主要表現(xiàn)在抗菌作用上，許多抗菌活性肽已作為抗生素的代替品應(yīng)用于禽畜、水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，用于調(diào)節(jié)腸道菌并維持腸道健康，其作用方式包括破壞有害菌體結(jié)構(gòu)、清除腸道活性氧、作為腸道底物被利用等。

但研究過程中依然存在有待探索的問題：生物活性肽對各類菌群結(jié)構(gòu)的改善效果一致性；生物活性肽對單一菌種的影響；生物活性肽作用時各類細(xì)菌代謝產(chǎn)物的變化及對其他菌種生長的影響；特異性識別有害菌活性肽的開發(fā)；體外模擬與體內(nèi)作用的差別及因素探究等。

對于這些問題，不僅需要大量的動物模型進(jìn)行體內(nèi)實驗探索，也要以體外培養(yǎng)的模式進(jìn)一步明確機理，兩者結(jié)合從而得到最佳菌群結(jié)構(gòu)調(diào)控方案。涉及細(xì)菌體外培養(yǎng)，這里特別推薦寧波新芝的兩款生物實驗室實用儀器-微生物生長曲線分析儀SCIENTZ-WSQ與MGC-200。

全自動微生物生長曲線分析儀

從體內(nèi)分離得到的人工可培育細(xì)菌，可使用全自動微生物生長曲線分析儀SCIENTZ-WSQ進(jìn)行擴增培養(yǎng)，針對厭氧菌特別推出封口培養(yǎng)管，可實現(xiàn)好氧菌和厭氧菌的同時培養(yǎng)，對于易逸散的致病菌也可使用封口培養(yǎng)管進(jìn)一步保證實驗安全，配備溫度控制系統(tǒng)可在細(xì)菌適宜溫度實現(xiàn)高效培養(yǎng)。

微生物生長曲線分析儀

同時，在研究活性肽對細(xì)菌的生長影響時，更推薦使用微生物生長曲線分析儀MGC-200，這款設(shè)備具有高通量、實時監(jiān)測生長參數(shù)、自動檢測、無損檢測等特點，對于篩選型實驗和正交因素實驗，可對結(jié)果進(jìn)行直觀比較，是放大生產(chǎn)和參數(shù)優(yōu)化的得力助手。其搭載的自動檢測功能最大程度解放了人力，快速對多孔道樣品進(jìn)行檢測得到同等時效性結(jié)果；且無損檢測功能省去了人工檢測中的取樣環(huán)節(jié)，保證了整個培養(yǎng)過程中體系體積的穩(wěn)定，避免了補液等操作，是微生物研究工作的好平臺。

兩款微生物曲線分析儀各具特點，SCIENTZ-WSQ具有較大的培養(yǎng)體積，可用于厭氧菌、致病菌等對氣體要求高或有防污染需求的細(xì)菌培養(yǎng)，配備溫度模塊可對目的菌進(jìn)行高效培養(yǎng)，用于后續(xù)保存與研究；而MGC-200具有高通量、檢測快、自動檢測和無損檢測的特點，可用于研究細(xì)菌培養(yǎng)的條件、目的物對細(xì)菌生長的影響和單克隆細(xì)菌的培養(yǎng)及篩選等，最大限度解放人力且獲得一致性強、準(zhǔn)確度高的數(shù)據(jù)，兩款儀器均是細(xì)菌培養(yǎng)的尖兵利器，可根據(jù)細(xì)菌研究方向進(jìn)行選購。

大健康時代，更多的目光投到了腸道菌群這顆嫩苗上，但聚光燈外還需要施加合適的肥料并投入細(xì)心的照料，從而使其英姿躍現(xiàn)到生命健康的大熒幕上。