CN111455016A - 长寿家族的肠道微生态图谱的建立及其在增龄健康领域的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了长寿家族的肠道微生态图谱的建立及其在增龄健康领域的应用，发现以下微生物可以更全面的观察长寿人群肠道的菌群分布，包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种，为诊断机体健康状况及预测人体寿命提供新的标志物，进而为人们的健康生活提出更合理的饮食和营养建议。同时也为长寿人群肠道微生物的代谢产物与机体互作的机制研究提供新的方法和思路，使抗衰老的治疗机理更加明确，为新型的调理产品，包括微生态制剂、活菌类药物、粪菌移植、营养素产品等的研究提供坚实的理论基础。
Description
技术领域
本发明涉及微生物医学领域，特别涉及长寿家族的肠道微生态图谱的建立及其在增龄健康领域的应用。
背景技术
肠道微生态是指寄生于人体内的大量微生物与肠道共同维系的共生关系的生理环境。微生态平衡是人体肠内大量微生物菌群中的有益菌(益生菌)、有害菌(病原菌)和中性菌(机会性病原菌)，菌群之间及其与人体肠道共同建立的平衡关系。人体肠道中的微生物数量多达36000种，总重量约1.5kg，其中有益菌具有人体不具备的代谢功能，能够合成多种人体生长发育必需的维生素、氨基酸，参与糖类和蛋白质的代谢，同时还能促进矿物元素的吸收。已有报道，肠道微生物与人体的免疫系统、新陈代谢、营养吸收都密不可分，肠道微生态之间的平衡遭到破坏后，会使有害菌或条件致病菌由受抑制状态转为优势菌，引发多种健康问题。除此之外，研究还发现肠道微生物与人类的健康、寿命之间存在密不可分的关系。
衰老及长寿机制的研究，自生命科学诞生之初，一直是该领域的热点问题。生命科学的研究结论：哺乳类动物存活的年龄是自身成长期的5～6倍，理论上人类的寿命应该是125～150岁。肠道菌群在长寿/衰老进程中起着重要的调节作用，是影响人类寿命长短的不可忽略因素。随着人年龄的增长，人体肠道内的益生菌数量逐渐降低，在65岁之后，若不及时补充益生菌，它的数量接近于0。研究发现，早衰多数是由肠道提前老化所致，长寿老人的肠道年龄比同龄人至少年轻20岁以上。不同的菌群比例，代表不同的肠道年龄，有益菌的比例越高，人体健康状态越好。Drago等对意大利米兰百岁老人肠道菌群研究发现，长双歧杆菌(B.longum)为百岁老人共有的核心双歧杆菌。另外罗伊氏乳杆菌(L.reuteri)、约氏乳杆菌(L.johnsonii)、鼠李糖乳杆菌(L.rhamnosus)为百岁老人肠道特有乳酸菌。
根据现有问题，对我国特定长寿人群的肠道菌种进行研究成为亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供健康和增龄相关的微生物标志物及其应用。
跟国外的长寿菌群研究相比，我国收集的长寿人群标本多为自然长寿人群标本，而其它发达国家地区的高龄人群为高端医疗照护下的高龄群体，且群体数目不一致，故长寿菌群的研究结果差异很大。因此本发明对我国自然长寿人群收集粪便样本，对其中微生物组成进行研究和筛选，筛选出与长寿相关性高的菌株。
本发明所采取的技术方案是：
采用16s rRNA技术对长寿家族和非长寿家族人群的粪便进行基因检测，进而观察家族型长寿人群的菌谱变化。
选取的是中国南部地区的一个群体，两组的长寿人群均为自然环境下的长寿标本，非医疗照护下的高龄人群，且两组人群都是无心脑血管疾病及认知障碍的健康群体。
本发明第一方面，提出了筛选到的微生物标志物有4个菌属和1个菌种，定量粪便微生物含量的试剂在制备诊断肠道健康试剂中的应用，所述的粪便微生物包括普雷沃氏菌属(Prevotella)、紫单胞菌属(Porphyromonadaceae)、副杆菌属(Parabacteroides)、厌氧球菌属(Anaerotruncus)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)中的至少一种。
作为上述应用的进一步改进，普雷沃氏菌属(Prevotella)、紫单胞菌属(Porphyromonadaceae)、副杆菌属(Parabacteroides)、厌氧球菌属(Anaerotruncus)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)可用于预测肠道健康风险。根据本发明的实施例，所述微生物在长寿家族人群含量升高。
作为上述应用的进一步改进，普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着肠道健康风险低。
在本发明的第二方面，本发明提出了：
定量粪便微生物含量的试剂在制备延缓衰老或延长寿命试剂中的应用，所述的粪便微生物包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种。
作为上述应用的进一步改进，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量可用于预测延缓衰老或延长寿命风险。根据本发明的实施例，所述微生物在长寿家族人群含量升高。
作为上述应用的进一步改进，普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着延缓衰老或延长寿命风险高。
在本发明的第三方面，本发明提出了：
定量微生物代谢物含量在制备机体健康和预测人体寿命诊断产品的应用，其中普雷沃氏菌属(Prevotella)、紫单胞菌属(Porphyromonadaceae)、副杆菌属(Parabacteroides)、厌氧球菌属(Anaerotruncus)、青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)的至少一种可用于诊断机体肠道的健康状况和预测人体寿命。
在本发明的第四方面，本发明提出了：
微生物标志物在制备新型调理产品的应用，其中包括影响普雷沃氏菌属(Prevotella)、紫单胞菌属(Porphyromonadaceae)、副杆菌属(Parabacteroides)、厌氧球菌属(Anaerotruncus)、青春双歧杆菌(Bifidobacterium adolescentis)微生物合成的营养素产品、微生态制剂、活菌类药物和粪菌移植产品。
在本发明的第五方面，本发明提出了：
粪便微生物在制备调理产品中的应用，影响粪便微生物的合成从而调理机体健康；所述粪便微生物包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌的至少一种。
作为上述应用的进一步改进，所述产品包括营养素、微生态制剂、活菌类药物和粪菌移植产品。
在本发明的第六方面，本发明提出了：一种诊断肠道健康风险的产品，包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种。
作为上述应用的进一步改进，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着肠道健康风险低。
本发明的有益效果是：
本发明提供了诊断肠道健康和长寿的菌群及其应用，从平衡肠道微生物的角度为机体状况的调理提供新的思路，也为长寿人群肠道微生物与机体互作的机制研究提供新的方法和思路，使抗衰老的治疗机理更加明确，为新型的调理产品，包括微生态制剂、活菌类药物、粪菌移植、营养素产品等的研究提供坚实的理论基础。
附图说明
图1是LEfSe分析，长寿家族和非长寿家族差异菌属表达。
具体实施方式
下面进一步列举实施例以详细说明本发明。同样应理解，以下实施例只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域技术人员根据本发明阐述的原理做出的一些非本质的改进和调整均属于本发明的保护范围。下述示例具体的工艺参数等也仅是合适范围中的一个示例，即本领域技术人员可以通过本文的说明做合适范围内的选择，而并非要限定于下文示例的具体数据。
发明人基于测定的总计44例长寿家族、127例非长寿家族人群的粪便样本菌群结果分析，鉴别出其中的微生物标志物。
长寿家族和非长寿家族差异微生物如图1LEfSe分析所示。
表1长寿家族和非长寿家族组差异菌属的相对丰度
通过对长寿家族个体和非长寿家族个体粪便样本的菌群丰度进行差异比较分析(表1)，普雷沃氏菌属(Prevotella)、紫单胞菌属(Porphyromonadaceae)、副杆菌属(Parabacteroides)、厌氧球菌属(Anaerotruncus)、青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)在长寿家族人群中的含量显著高于非长寿家族，且有统计学意义。所述菌群的变化趋势标志着机体的健康状况。
标志物及预测模型效果验证
发明人另外收集了共64个样品作为测试集，其中30人为长寿家族人群，34人为非长寿家族人群。所述的菌群标志物在人群中的丰度情况如表2所示：
表2长寿家族和非长寿家族组差异菌属的相对丰度
预测结果如表3所示：
表3长寿家族模型评估混淆矩阵
由表中可知，本发明中的微生物菌群及预测模型表现良好。对于长寿分类模型，模型预测了30个阳性结果，通过混淆矩阵评估，其中24个真阳性，6个假阳性，5个假阴性，准确度达到了82.81％(表3)。
Claims (10)
1.定量粪便微生物含量的试剂在制备诊断肠道健康试剂中的应用，其特征在于，所述微生物包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量可用于预测肠道健康风险。
3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着肠道健康风险低。
4.定量粪便微生物含量的试剂在制备延缓衰老或延长寿命试剂中的应用，其特征在于，所述微生物包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量可用于预测延缓衰老或延长寿命风险。
6.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着延缓衰老或延长寿命几率高。
7.粪便微生物在制备调理产品中的应用，影响粪便微生物的合成从而调理机体健康；所述粪便微生物包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌的至少一种。
8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述产品包括营养素、微生态制剂、活菌类药物和粪菌移植产品。
9.一种诊断肠道健康风险的产品，其特征在于，包括普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌中的至少一种。
10.根据权利要求9所述产品，其特征在于，所述普雷沃氏菌属、紫单胞菌属、副杆菌属、厌氧球菌属、青春双歧杆菌含量的上调标志着肠道健康风险低。
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