肠道体外微生物模拟系统在调控肠道菌群研究中的应用

随着分子微生态学,特别是高通量测序技术的发展,人 类对肠道微生物的作用有了新的突破性认识。我们现在了解 到人体和动物消化道系统中生长着大量的细菌,肠道中细菌的总数量甚至高出人体细胞总数的十倍。肠道微生物的菌群多样性受到多种因素的影响 其中环境和宿主的遗传背景在 决定肠道菌群结构和组成方面各自起到50%的作用。而且 由于外部环境在肠道菌群结构形成过程中的巨大影响,个体之间肠道菌群结构和组成极为不同。目前的研究证明只有极少数的细菌存在于大多数人的肠道中，而个人之间菌群结构 的不同反过来又直接影响到宿主的免疫系统发育和营养物质 的吸收,甚至和自身免疫性疾病的产生相关。肠道微生物现在认为是人体的一个新“器官” 而肠道微生物生态的研究近十年来也受到了广泛的重视。但是肠道微生物研究存在的 重要的瓶颈在于样品的采集。对正常人来说，除了收集粪便 之外，小肠，升结肠，横结肠等部位的取样几乎不现实。另一方面,由于肠道细菌受到外部环境和宿主肠道环境的双重影响，如何区分外部环境和肠道内环境对肠道菌群的作用变得十分重要所以，建立台理而易操作的体外模型对推动肠道 微生态学、人体和动物营养学的发展非堂有意义 。

肠道微生物能够增强机体免疫力,改善腹泻。肠道是肠道微生物赖以生存的环境，肠道微生物的含量占整个人体微生物含量的78%，是临床研究的重点。

能够影响肠道微生物的因素主要有4个方面：①人体自身的因素；②人体摄入的饮食；③细菌自身因素；④肠道微生物之间的相互作用。而肠道微生物的相互作用最为主要、复杂，为科研研究的重点，为了研究肠道微生物，我们引入了肠道微生物模拟系统。体外肠道模拟系统是基于对人体体内消化道的仿生模拟而建立，用来培养单种或多种微生物的培养系统。

肠道微生物对人体消化、营养、免疫等生理功能的调节起重要作用，肠道菌群失调会阻碍肠道蠕动进而影响食物消化和营养吸收,还会引起炎症性肠病、肥胖和糖尿病等多种疾病。如今肠道微生物被喻为“人体不可忽视的重要器官”,人们对其的研究方法逐渐完善，为了更加深入的了解肠道菌群的结构和功能，胃肠道体外模拟系统逐渐成为一种重要的研究手段。文中综述了常见疾病与肠道菌群之间的相互关系,胃肠道微生物的研究方法，胃肠道体外模拟系统研究肠道菌群与人体细胞、消化的相互作用，体外模拟系统在食品和医药领域的应用，以期为利用体外胃肠道模拟系统研究食物益生效果以及相关疾病的治疗策略提供理论依据。