昆明动物所牵头揭示人群高原习服适应过程中的肠道菌群调控模式

高原低氧环境常引发高原反应，严重威胁入藏人群的健康。为探索有效的防治策略，科学界一直致力于研究机体如何适应高原低氧环境的分子机制。作为人体的“第二套基因组”，肠道菌群构成了一个复杂而精密的生态系统，在促进宿主适应极端环境方面具有重要作用。以往研究表明，高原低氧环境能够显著影响肠道菌群的结构和功能，但人体肠道菌群在高原习服过程中的作用仍不清楚。那么，在高原低氧暴露过程中，人类肠道菌群的动态变化特征怎样？是否存在核心功能菌促进宿主应对高原低氧环境？

为解决上述问题，中国科学院昆明动物研究所孔庆鹏团队与云南大学教授张志刚团队、陆军军医大学罗勇军课题组联合，对同一队列的汉族人群从低海拔地区（重庆，海拔243米）到高原（西藏拉萨，海拔3658米）再返回低海拔地区（重庆）的共7个时间点（共持续108天）开展了纵向研究。采用宏基因组测序方法，基于菌群多样性、功能冗余性等系列分析，重建了肠道菌群的时间变化特征，鉴定出高原暴露过程中的核心功能细菌-布劳特氏菌属（Blautia A）。该核心菌在海拔更高、氧气含量更低的西藏日喀则地区（海拔4700米）的6个汉族人群队列中（居住时间约5-60个月）得到了验证。

研究团队通过进一步的泛基因组分析和体内动物实验，证明了Blautia A物种通过抗炎和肠道屏障保护来维持肠道健康，从而促进宿主适应高原缺氧环境。这一结果为预防或治疗低氧相关疾病的候选益生菌提供了科学依据，并从肠道菌群的角度为改善高原极端环境下的机体健康状况提供新思路。

近日，相关研究成果以Gut microbiota contributes to high-altitude hypoxia acclimatization of human populations为题发表于Genome Biology。

研究课题获得了第二次青藏高原综合科学考察研究、云南省应用基础研究计划重点项目、国家自然科学基金、云南省重大科学技术项目等项目的资助。  

文章链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-024-03373-w。

图一、研究设计及不同类群（门、属、指示物种）肠道微生物群组成的时序变化模式

图二、Blautia A灌胃改善肠道炎症和低氧适应表型