研究人员发现了一种新的母婴微生物组垂直传播模式,即在围产期期间,母体肠道微生物与婴儿肠道微生物共享基因,从出生前即刻开始,一直持续到出生后的头几周。这种水平基因转移允许母体微生物菌株影响婴儿微生物组的功能,而无需微生物菌株本身的持续传播。
这种大规模综合分析于 12 月 22 日发表在《细胞》杂志上,提供了一系列影响婴儿出生前后发育的肠道定植动力学的高分辨率快照。
“这是第一项描述母婴微生物组之间移动遗传元素转移的研究,”麻省理工学院和哈佛大学布罗德研究所的资深研究作者 Ramnik Xavier 说。“我们的研究还首次整合了来自母亲和婴儿的肠道微生物组和代谢组学概况,并发现了肠道代谢物、细菌和母乳底物之间的联系。这项研究代表了婴儿肠道微生物组和代谢组学共同发展的独特视角在已知的母体和饮食因素的影响下。”
肠道细菌部分通过微生物代谢产物的产生来促进免疫系统的成熟。婴儿肠道微生物组的发展遵循可预测的模式,从出生时母亲传播微生物开始。除了免疫系统的成熟,微生物代谢物也会影响早期认知发育。
围产期是认知和免疫系统发育的关键窗口,由母婴肠道微生物群及其代谢物促进。然而,围产期微生物组和代谢组的共同发展以及这一过程的决定因素尚不清楚。
为了解决这一知识缺口,Xavier 和他的同事使用来自 70 对母婴的队列的纵向多组学数据追踪了微生物组和代谢组从妊娠后期到一岁的共同发展。他们发现了可移动遗传元素的大规模母婴种间转移,通常涉及与饮食相关适应相关的基因。
婴儿肠道代谢组的多样性低于母体代谢组,但具有数百种未在母亲身上检测到的独特代谢物和微生物-代谢物关联。接受常规但未广泛水解配方奶粉的婴儿的代谢组学和血清细胞因子特征与纯母乳喂养婴儿的代谢组学和血清细胞因子特征不同。