2023年9月12日晚,由上海国际人类表型组研究院、Phenomics表型组学期刊、复旦大学人类表型组研究院、中国生物物理学会表型组学分会共同举办的生命天眼论:Phenomics表型组学前沿论坛第七十期顺利开讲。
本次论坛特别邀请了中国科学院北京生命科学研究院科研部副主任赵方庆研究员,作了主题为“肠道菌群与健康:关联、因果与调控”的精彩报告。论坛由复旦大学计算神经科学与类脑智能教育部重点实验室副主任赵兴明教授主持,来自全国的4500余名专家、学者线上参加了本次论坛。
赵方庆,国家杰青、中科院特聘研究员。现任中国科学院北京生命科学研究院科研部副主任、中国生物信息学会基因组信息学专委会主任、Briefings in Bioinformatics、Science Bulletin、Science China Life Sciences等期刊副主编或编委。主要致力于建立高效的算法模型和实验技术,探索人体微生物与非编码RNA的结构组成与变化规律,以期解析它们与健康和疾病的关系。近年来,在Cell、Gut、Nature Biotechnology、Nature Computational Science、Nature Communications等刊物上发表通讯作者论文70余篇,其中十余篇入选ESI高被引论文。先后5次荣获“中国科学院优秀导师奖”(2017~2022)以及“中国科学院大学领雁奖章”(2020, 2022)、“中国科学院朱李月华优秀教师奖”(2020)、“中国科学院大学必和必拓导师奖”(2021)。
论坛开始,主持人赵兴明教授代表主办方对莅临的嘉宾及观众表示热烈欢迎,并对上海国际人类表型组研究院(IHPI)、Phenomics表型组学期刊、复旦大学人类表型组研究院(HuPI),以及演讲嘉宾赵方庆研究员做了简要而隆重的介绍。

报告中,赵方庆研究员首先介绍了团队在菌群标志物识别方面的工作进展。他指出,当前由于批次差异、标记物差异、方向差异等原因,菌群标志物识别面临挑战。为了解决该问题,团队开发了一种高效的菌群大数据整合与标识物识别的新算法 (NetMoss)。该算法针对不同菌群数据集的高异质性特点,利用微生物互作网络对不同来源的数据进行有效整合;通过比较不同状态下微生物网络的扰动情况,量化不同网络模块间的拓扑结构差异,从而实现对疾病标识物的识别。与既往方法相比,NetMoss可以更高效地对不同批次的微生物组大数据进行无偏整合,挖掘与疾病相关的菌群标识物,并识别出驱动多种疾病发生的菌群失调共变模式。
接着,赵方庆研究员介绍了团队在人体菌群包括母婴菌群互作与健康等方面的一系列工作成果与发现。生命早期的肠道菌群可能受到遗传及宫内先天环境因素的双重影响;出生后前三年的新生儿肠道菌群分为四种显著不同的肠型,具有明显的成熟度区别和特定的地域分布模式。在生殖健康方面,宫腔与阴道间的肠道菌群存在交互作用,可发生细菌易位与交换,两位点的菌群同步发生变化且日渐趋同,因而团队提出了通过改变阴道微生态来维护宫腔健康的研究新思路。
最后,赵方庆研究员从菌群与宿主互作因果关系的角度介绍了团队的工作进展。团队以解析自闭症谱系障碍(ASD)动物模型中神经系统与肠道的表型为例,揭示了微生物菌群-肠-脑轴的新机制。团队发现,当ASD小鼠脑中谷氨酸和谷氨酰胺水平升高,肠道上皮细胞的氨基酸转运体表达会增加,而在补充单形拟杆菌或肠道氨基酸转运体抑制剂后,ASD样行为得到改善,这提示肠道干预有可能作为ASD临床治疗的有效手段。粪菌移植是肠道菌群干预的最直接的方法,但有效率有待提升;团队通过评估肠型匹配程度和供受体菌群特征发现,供受体菌群相似度越低,粪菌移植的治疗效果越好。在治疗改善肥胖方面,赵方庆研究员以口服多肽为例,指出口服D3多肽可抑制饮食性肥胖,为以肠道菌群为靶点药物提供了研发新思路。
在精彩的报告后,赵方庆研究员还与观众们展开了热烈讨论。如有观众提问:“按照您所提到的用不相干健康人的肠道菌群移植到患者的肠道中,会让患者肠道菌群的状态得到改善。那么是否有可能通过筛选得到一组菌群或针对不同地区人群的多组菌群,作为较为普适的肠道菌群向患者移植,从而实现治疗目标?”赵方庆研究员答复:“目前我们在肠道菌群移植上的探索是针对特定区域人群进行的,如果更大尺度跨区域执行上述操作,是否存在改善效果还需进一步探索。另外,目前粪菌移植囊括的样本量还较小,大约几十例,代表性还不够强,如果未来扩充到几千例,那么找寻到的规律会更加可靠,可能有机会建立一个普适的健康人肠道菌群范例。”
生命天眼论:Phenomics表型组学前沿论坛将持续为大家提供高质量的讲座,第七十一期生命天眼论:Phenomics表型组学前沿论坛将于9月19日(下周二)晚上20:00-21:30举行,届时将由浙江大学张国捷教授,带来主题为“漫长演化历史对人类基因组特征及功能的塑造”的报告。敬请各位同仁关注!