全球儿童营养不良人数众多，每年造成多万人死亡，但是目前干预措施对生长，免疫功能、神经发育的效果差强人意。来自华盛顿大学医学院的研究者从母乳成分着手剖析营养不良的原因，研究结果于近日发表于Cell。

研究背景

营养不良通常导致发育不良，发育不良导致终生后果如身高减小，免疫和认知发育缺陷。发育不良被认为与环境、遗传和表观遗传因素相关。近期非培养的细菌宏基因组研究表明营养不良儿童肠道微生物的正常组成被打乱，提示破坏的微生物组成损害健康的婴儿产后发育。

科学问题

饮食摄入差异如何导致营养不良，饮食摄入差异在肠道微生物的组成与发育不良中起到什么作用，三者之间有什么联系？

解决问题得出结论：

非洲的马拉维营养不良婴儿的母亲母乳中寡糖含量降低

母乳中的唾液酸化寡糖促进移植了营养不良婴儿微生物组的动物生长

用菊淀粉替代唾液酸化寡糖并不能促进生长，在无菌鼠中进行此实验也

母乳中的唾液酸化寡糖影响肝脏、肌肉和大脑新陈代谢

研究过程：一：婴儿的主要食物是母乳，健康婴儿吃的母乳和营养不良婴儿吃的母乳在组成成分和含量上是否有区别？

Figure1.两个独立的样本群（医院招募的和当地乡村的）中健康婴儿和发育不良的婴儿的母乳中HMOs含量比较

研究者用来自健康婴儿和发育迟缓婴儿母亲的母乳样品，高效液相色谱-时间飞行质谱（(LC-TOFMS)分析。他们发现与发育不良婴儿母亲的母乳相比，健康婴儿母亲的母乳中寡糖(HMO,humanmilkoligosaccharides)含量更高，提示它可能对促进婴幼儿健康成长起到重要作用。

二：母乳寡糖组成差异对婴儿发育的影响？

1.小鼠实验模型建立：

研究人员建立小鼠动物模型，人为操纵它们的饮食和肠道微生物组（microbiome），通过细菌培养从营养不良婴儿粪便样品中分离出一组细菌群（25distinctstrains），植入到无菌小鼠肠道内，模拟营养不良婴儿典型的肠道菌组成。

2.喂食添加唾液酸化寡糖对生长的影响实验

研究人员随后测试了唾液酸化糖对微生物组成的影响。考虑到从人母乳纯化大量化合物的难度，研究人员选用牛奶代替，牛奶含有唾液酸化糖，但是浓度比母乳中的低20倍。通过一系列的分离步骤，他们从奶酪制造时的副产物乳清中分离出唾液酸化糖，给模型小鼠喂食类似于典型马拉维人饮食的食物谱（M8）：主要是玉米面粉、黄豆、花生和蔬菜，单独依靠这种食物并不能健康生长。实验组模型小鼠添加牛奶唾液酸化糖（S-BMO）喂食，对照组则使用菊淀粉代替，磁共振检测模型小鼠的体重和身体组分。与对照组相比，S-BMO组小鼠的小鼠总体重，去脂体重和骨密度和骨体积都有增加，肝脏、肌肉和大脑代谢变化增加。但是在无菌的小鼠中分别喂食这三种食物并没有发现相同的效果。这说明S-BMO提升小鼠多种调动营养成分的能力，促进小鼠多方面的生长发育，并且这些效果都依赖于肠道菌群的存在。

Figure2．比较肠道微生物培养分离的菌和其代表性的菌株。黑点表示代表性菌株和分离培养的菌在全长16SrRNA之间的相似性，横柱代表肠道微生物培养分离的菌和其代表性的菌株宏基因组测序组装之后的相似性。

Figure3.S-BMO对移植马连维营养不良婴儿培养菌的小鼠发育促进作用，M8马连维人典型饮食代表食物

三、哪些细菌受到唾液酸化糖的影响，以及不同的细菌菌株之间如何相互作用而决定小鼠的发育差异？

研究人员通过小鼠粪便DNA







































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