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    3. 杜衛國團隊發(fā)現氣候變暖條件下腸道菌群調節可增強蜥蜴的免疫能力

      氣候變化對全球生物多樣性和生態(tài)系統功能構成嚴重威脅,包括物種的存活率下降、病原體的流行增加以及物種滅絕的風(fēng)險提高。變溫動(dòng)物受其生理特性的影響,成為氣候變化過(guò)程中最受脅的類(lèi)群之一。宿主-微生物相互作用影響物種對氣候變化的適應性,但缺乏對變溫動(dòng)物的探索。一些研究發(fā)現,短期變暖會(huì )降低腸道微生物的多樣性,從而阻礙宿主的功能表現。然而,氣候變暖對腸道菌群的長(cháng)期影響及其與宿主之間的相互作用尚不得知。了解腸道菌群在動(dòng)物應對氣候變化中的作用對于氣候變化的生物學(xué)效應評估至關(guān)重要。

      中國科學(xué)院動(dòng)物研究所杜衛國團隊的楊婧等研究人員以廣泛分布在半荒漠草原的密點(diǎn)麻蜥(Eremias multiocellata)為研究對象,利用野外開(kāi)頂式氣候室開(kāi)展氣候變暖模擬實(shí)驗。研究發(fā)現蜥蜴的腸道微生物多樣性在短期變暖中降低,但在長(cháng)期變暖中增加。同時(shí),長(cháng)期變暖顯著(zhù)提高了蜥蜴血清的抑菌能力、免疫響應(腸道免疫相關(guān)基因的高表達)和短鏈脂肪酸(增加腸道屏障穩定性和免疫激活)的濃度。腸道菌群移植實(shí)驗進(jìn)一步表明,腸道菌群多樣性的增加顯著(zhù)增強了蜥蜴的血清抑菌能力和免疫響應。另外,研究發(fā)現蜥蜴增強的免疫響應可能是由于腸道中擬桿菌屬(Bacteroides)的相對豐度較高,B. fragilis通過(guò)調節IFN-β的表達來(lái)增加蜥蜴在氣候變暖下的免疫能力。

      氣候變暖條件下腸道菌群多樣性的增加可提高蜥蜴面臨致病菌風(fēng)險增加的免疫能力,研究結果表明氣候變暖下微生物共生體可促進(jìn)宿主的健康和生存。因此,在評估氣候變化影響時(shí),不僅要考慮宿主對氣候變化的響應,而且要分析宿主-腸道微生物互作可能發(fā)揮的作用。在預測氣候變化下物種的脆弱性時(shí),也應考慮微生物共生體的作用。

      相關(guān)研究成果以“Gut microbiota modulation enhances the immune capacity of lizards under climate warming”為題于2024年2月22日在線(xiàn)發(fā)表于Microbiome。中國科學(xué)院動(dòng)物研究所杜衛國研究員為通訊作者,博士研究生楊婧為第一作者,中國科學(xué)院動(dòng)物研究所博士研究生劉偉強、博士后韓興志、海南大學(xué)郝馨博士和中國科學(xué)院動(dòng)物研究所碩士研究生姚琦斌參與此項研究工作。該研究工作得到國家自然科學(xué)基金項目(NO.31821001, 32330067, 32301304)的支持。

      論文鏈接:https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-023-01736-2

      圖1 腸道菌群調節可增強氣候變暖條件下蜥蜴的免疫能力


      圖2 氣候變暖過(guò)程中蜥蜴的腸道菌群變化情況


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