培养组学与肠道菌群

环境微生物学家开发了新的培养方法来培养常规培养技术无法培养的微生物，进而发展了培养组学。它是通过使用多种培养条件来促进难培养的细菌生长，是一种高通量细菌培养和筛选的方法，并在肠道微生物研究中得到很好的应用。在不到5年的时间内从肠道中分离出数百种新细菌，培养组学可培养更多的人体肠道未知细菌，并用于肠道菌群相关疾病的研究，还能用于分离潜在的益生菌，是研究细菌疗法的基础。同时，培养组学也应用于皮肤、阴道、肺部等人体其它部位微生物的研究和检测，并取得了巨大进展。

宏基因组的应用揭示了样本微生物的多样性，同时也发现了大多数微生物仍未被培养。并为挑剔微生物的生长和培养条件提供研究参考。培养组学的工作流程（图1）首先是将样本分成不同的培养条件，并使样本多样化。培养条件旨在抑制多种种群的生长，并促进较低浓度的挑剔微生物的生长，有针对性的培养条件用来恢复特定的分类群。然后使用MALDI-TOF质谱法快速鉴定，如果鉴定失败，则进行16s rRNA序列测序；如果与最近的官方菌株有相似性＜98.65%，该分离菌株可能为新物种，并通过基因组测序证实，所有的鉴定结果都与细菌种类数据库进行比较。通过培养鉴定新物种，增加有关的细菌种类的储备。

图1 培养组学的工作流程

培养组学主要基于基因组学的分析结果，依据对代谢特性的预测，找到抑制或者适合菌株生长的添加物，获得难培养的微生物。利用培养组学，找到更多的肠道中有益菌的培养条件，如促进乳酸菌生长效果最显著的氮源类物质为酵母膏；对于生长需要营养物质丰富的双歧杆菌，在培养基中可添加小分子肽和低聚糖等益生元以促生长等。培养组学还可模拟肠道环境来培养和富集一些有益菌。很多研究表明，肠道微生物与宿主之间关系错综复杂，利用培养组学分离和培养之前未能培养的有益微生物，对于肠道微生物菌群研究和人类相关疾病的预防和治疗有着重要意义。