肠道菌群是人体胃肠道微生物的主要部分，其数量约为人体体细胞总数的10倍，编码的特异基因则约为人类基因组编码基因数目的150多倍，在宿主生理功能方面有重要作用，包括辅助宿主从食物中摄取能量、产生重要的代谢产物、促进免疫系统的发育成熟、影响宿主对药物的代谢和吸收，等等。另一方面，肠道菌群又受到宿主遗传因素、饮食习惯和生活环境等因素的影响，从而具有地域多样性和个体特异性。

近十年来，借助高通量测序技术的发展，对于肠道菌群的研究报道也快速增长，已经成为当前的热点研究领域之一, 菌群中一些种属细菌的具体功能也被逐步明确。目前已经确定，异常的肠道菌群结构改变，会导致肥胖、糖尿病、心血管疾病、肠炎、肿瘤等诸多疾病，但发病的具体机制仍有待深入探索。因此，本实验室也投入到对于肠道菌群与心血管疾病发生的研究领域中。

在此领域中，我们选择以肠道菌群与儿童肥胖的关系作为研究的切入点。这是因为，肥胖是包括我国在内的全球各国普遍面临的重大公共卫生问题之一，其发生率和肥胖人群的绝对数量增加很快，发生年龄阶段越发低龄化。早有研究表明，肥胖是导致糖尿病、心血管疾病等代谢疾病的重要危险因素，青少年肥胖更会极大增加成年后罹患糖尿病和动脉粥样硬化、高血压等心血管疾病的概率，甚至直接诱发青少年高血压疾病。国外大量的人群调查和动物实验证实，不同种系型（phylotype）的肠道菌群，对于维持宿主的体重或者导致肥胖有直接作用，比如对无菌小鼠分别移植来自正常体重受试者或肥胖受试者的粪便菌群，则移植了“肥胖型”菌群的小鼠其体重增加更快、身体脂肪比例更大。因此探明肠道菌群参与肥胖发生的作用，不仅能够更好的防治青少年肥胖，更可以提供对肥胖相关疾病的早期预警和早期治疗的新指标。

我们的工作流程，大致是通过与北京市儿研所、北京市朝阳区中小学保健所合作，在朝阳区的五所小学开展常规体检调查和粪便样本采集工作。儿童根据其年龄、性别、BMI（身高体重比，kg/m2），综合参照现行的中国学龄儿童青少年超重、肥胖筛查体重指数值分类标准和美国CDC的BMI分级标准进行分组，选择典型的正常体重和肥胖组儿童各50例，对其粪便样本的菌群结构进行分析。新鲜粪便样本经过冷冻保存和运输集中到研究所，提取DNA，使用罗氏454型测序仪对于DNA样本中细菌16S rDNA的V3~V5可变序列区域进行测序分析。测序结果经过筛选、聚类，再与细菌GreenGene数据库进行比对，确定种属归类，进行进一步的统计学和生物信息学分析。鉴于儿童发育过程中BMI分级会发生动态变化，同时肠道菌群结构也会随儿童发育而发生动态变化，因此我们对队列儿童做了间隔1年的回访和采样，以便确定持续肥胖儿童的肠道菌群特点。初步结果如下：

（1）alpha-diversity的分析结果显示，持续肥胖儿童（Ob）的肠道菌群的物种丰富程度要低于正常体重（Lean）儿童，

（2）进一步的分析发现，细菌分布具有较显著的个体差异性和较明显且恒定的组间规律性（S1为2012年收样的结果，S2为2013年收样的结果，左半部分为正常体重组儿童的情况，右半部分为肥胖组儿童的情况）

（3）对细菌种属的百分比进行统计分析，找到了肥胖组与正常体重组有显著丰度差异的细菌类型（下图为两次调查的门级细菌比较）

进一步的工作将对照网络关系分析的核心细菌结点与丰度显著差异细菌，找出肥胖组与正常体重组的核心细菌。同时也在根据基因功能，开展目标菌种基因的筛查，从基因角度进一步探索肥胖发生的原因。