肠道菌群调节着整个身体代谢、能量平衡和免疫系统发育，影响着复杂的行为特征。掌握人类肠道宏基因组有助于研究微生物和宿主的相互作用，认识人类疾病与肠道微生物的关系。然而，在人体中研究这样的因果关系比较困难，小鼠仍然是一个进行功能研究的重要模型。

受进食方式的影响，小鼠与人类中的肠道菌群也有昼夜变化规律。遵照严格的时间表来进食，控制能量摄入，能够改善新陈代谢，同时改变肠道菌群组成。打破正常的昼夜节律会引起肠道菌群功能紊乱，促进肥胖和葡萄糖耐量受损的发生。因此，控制新陈代谢对调节微生物和宿主之间的相互作用非常重要。为了全面了解小鼠肠道的宏基因组，中国北京华大基因研究中心的Liang Xiao等人用全基因组鸟枪法测序设计了一个多因子的实验。

为了保证肠道微生物的多样性，研究人员从不同的供应商手里买来了基因背景不同的7周～8周龄的各种小鼠共计184只，分别放在不同的实验室，有的饲养低脂饮食，有的饲养高脂饮食。7周～8周后，取小鼠的粪便标本分别进行DNA测序，发现小鼠肠道基因组由大约260万个非重复基因组成。与人类的肠道微生物相似，小鼠肠道里99%以上的基因都是细菌基因。他们确认了541个宏基因组种类，并且发现95%的小鼠中都存在一套由26种宏基因组构成的核心基因。小鼠的肠道菌群在功能上与人类肠道菌群相似，然而两者的肠道细菌基因组却只有4%相同。随着以后研究样本量的增多，小鼠肠道基因组的种类可能会更加复杂。

研究还发现，同一种系的小鼠饲养相同的食物，不同实验室中的小鼠的碳水化合物代谢水平会出现差异。16S核糖体RNA的基因分析显示，不同种系的小鼠的肠道微生物不同，而且饮食结构会影响肠道菌群组成。高脂饮食会增加肠道菌群的α多样性（生境内的多样性），降低β多样性（生境间的多样性）。另外，低脂饮食饲养的小鼠的维生素合成信号通路丰富，而高脂饮食饲养的小鼠则是氨基酸和糖类转运系统的信号通路更多。

总之，该研究提示小鼠和人类的肠道宏基因组在功能上相似，但基因水平的差异巨大，未来用小鼠模型来研究人体肠道菌群时应予考虑。（作者：贺利军)

参考文献：Nature biotechnology 2015;331:1103-1108