西亚试剂：肠道菌群的昼夜周期性变化

在许多受宿主生物钟调节的生理过程中，肠道菌群都发挥着重要作用。为了探寻宿主昼夜节律与肠道菌群之间的关系，魏茨曼科学研究所的研究者们进行了一系列实验。小鼠被置于12小时亮、12小时暗的“人工昼夜”之中，按照小鼠平时的进食习惯喂养，并在明暗交替的时间点(编者注：在“人工昼夜”中，从黑暗转变到光照的时刻定义为“环境钟”的0点，从光照转变到黑暗的时刻定义为环境钟的12点)以及两段时间的中点(环境钟18点和6点)进行粪便取样。研究发现，小鼠肠道内菌群组成随昼夜变化而变化。在样品里的所有细菌种类中，15%以上的细菌的丰度会呈周期性起伏变化——这些细菌属于梭菌目(Clostridiales)、乳杆菌目(Lactobacillales)以及拟杆菌目(Bacteroidales)，而它们占到了肠道细菌总数的约60%。

随后，研究者对粪便样品进行了宏基因组测序，并对基因所属的通路进行了分析，发现表达呈现昼夜周期性变化的基因参与了小鼠的核酸代谢、氨基酸代谢以及胃黏液降解等过程，这意味着肠道菌群的周期性变化不仅表现在组成上，也表现在功能上。有趣的是，这些功能在“白天”和“夜晚”的分布并不相同。例如，涉及能量代谢、DNA修复、细胞生长的过程更多出现在夜间;而解毒、细胞运动性以及对环境的感知等过程则更多出现在白天。

为了了解肠道菌群组分的昼夜起伏从何而来，研究者们将目光转移到了宿主身上。Period基因(Per)小鼠的核心生物钟基因之一，一旦这些基因不能被表达，小鼠的昼夜节律就会丧失。研究者构建了Per1和Per2双敲除小鼠(Per1/2-/-)，并对这种失去了昼夜节律的小鼠的粪便进行检测。结果显示，Per1/2-/-小鼠的肠道菌群几乎完全失去了昼夜周期性变化，肠道菌群丰度只呈现随机的起伏;肠道菌群所涉及的大部分功能几乎不呈现昼夜变化。这说明，肠道菌群在组成和功能上的昼夜周期性变化的形成，依赖于宿主生物钟的正常运作。

以上资料由西亚试剂：http://www.xiyashiji.com/ 提供