利用多组学手段研究肠道微生态与食物过敏之间的关联

The previously studies demonstrated that the gut microbiota showed significantly changed under food allergy (FA) condition introduced with Ovalbumin (OVA). But the correlation among gut microbiome, metabolites and food allergy condition still remains unclear. Based on the reported studies, we think the existence of gut microbiome tightly correlated with the changes of immune indices under food allergy and some metabolites produced by gut microbiota play important role in this correlation. In this research, we will explore the effect of gut microbiome on the development of FA with gnotobiotic mice and the metabolites produced by gut microbiota will be detected with metabolome technology. Then the distribution of gut microbiome will be correlated with the change of the immune indices and the markers will be test out. To validate the function of markers, some anaerobic bacterial species will be isolated and cultured and then applied to animal experiment. This would be the first time that multi-omics is used to explore the relationship between gut microbiota and food allergy disease. The validated markers could be used as novel methods to prevent and treat food allergy.

前期研究结果显示，食物过敏小鼠肠道菌群结构及特定功能通路与对照组存在显著差异。但肠道菌群及其代谢物与食物过敏疾病之间具有怎样的关联，目前尚不清楚。结合前期的研究报道，我们认为肠道菌群与食物过敏状态下的免疫表型密切相关，且这种关联是通过特定的细菌代谢物建立起来的。本课题中，我们将用抗生素建立肠道悉生小鼠模型，探索肠道菌群与食物过敏状态下免疫表型的关系；同时，我们将利用代谢组学技术对肠道细菌代谢物进行检测，将代谢物的变化与肠道菌群结构及过敏指标关联起来，找出过敏状态下的细菌物种及代谢物标志物；最后我们将利用厌氧菌筛选、培养技术获取特定肠道菌株并在小鼠模型上验证该菌株及其对于食物过敏的促进或者抑制功能。本课题是首次利用多组学手段对肠道菌群及其代谢物与食物过敏之间的关联进行解析，所发现并验证的标志物将为食物过敏疾病提供新型的预防手段或治疗靶标，在科研及应用上具有重要意义。

前期研究结果显示，食物过敏小鼠肠道菌群结构及特定功能通路与对照组存在显著差异。 但肠道菌群及其代谢物与食物过敏疾病之间具有怎样的关联，目前尚不清楚。结合前期的研究报道，我们认为肠道菌群与食物过敏状态下的免疫表型密切相关，且这种关联是通过特定的细菌及代谢物建立起来的。本课题中，我们利用小鼠模型，探索肠道菌群与食物过敏状态下免疫表型的关系，发现食物过敏状态下的宿主肠道菌群发生了显著变化且某些细菌物种和食物过敏相关指标呈现相关性；随后，我们利用自行研发的厌氧细菌筛选技术建立了人肠道细菌资源库，并通过代谢通路及代谢组学技术筛选到1株具有产丁酸能力的菌株，并在小鼠模型上验证了该菌株对于食物过敏的干预功能；最后，我们通过苯并芘的灌喂实验，证实了环境因素造成的宿主肠道菌群紊乱会提高食物过敏疾病的易感性。这是首次利用组学手段对肠道菌群及其代谢物与食物过敏之间的关联进行解析，所发现并验证的潜在益生菌株将为食物过敏疾病提供新型的预防手段或治疗靶标，在科研及应用上具有重要意义。