ヒトマイクロバイオーム
この例として皮脂のトリグリセリドを分解して利用できるニキビ菌が知られるが、一方でニキビ菌は皮脂の分泌が少ないマウス、ラット、イヌのような動物の皮膚では増殖が悪い。
Ohらの調査によると皮膚の細菌叢は安定していると考えられる。皮膚マイクロバイオームは常に外部環境に暴露されているが、そこに生息する細菌の株は安定しており、皮膚細菌叢を構成する細菌の大部分は2年間にわたって安定して存在していた。一方、特定の条件下では皮膚のマイクロバイオームの恒常性が破綻 (dysbiosis) することがあり、尋常性ざ瘡(ニキビ)やアトピー性皮膚炎などの皮膚疾患とマイクロバイオームとの関連性が指摘されている。例えば、健常者の皮膚微生物叢は黄色ブドウ球菌の増殖を抑制する働きを持つが、アトピー性皮膚炎の患者においては皮膚微生物叢が破綻して黄色ブドウ球菌が増殖している。また、ニキビは皮膚微生物叢で最も比率の大きい種であるアクネ菌との関連が指摘されている。アクネ菌は健常な皮膚における常在細菌だが、ニキビ患部においては特定の系統が増加している。
一方でこのような微生物は免疫の過剰応答を抑える制御性T細胞の誘導を活性化する働きがある。そのため、富裕国では炎症性腸疾患などのアレルギー性疾患が増加している、とするものである。実際に様々な研究が炎症性腸疾患と微生物叢の関連性を示しており、細菌叢の多様性(α多様性)が失われて特定の菌種が増加することなどの変化が起きると考えられているが、因果関係の証明には至っていない。ただし、このような関連性はしばしば複雑な関係性を示し、必ずしも一方的ではない。つまり、微生物叢にとっての外部環境である宿主は微生物叢に影響を及ばすが、同時に微生物叢が例えばある種の代謝産物の生産を通じてヒトに影響を及ぼすこともある。
また、ヒトの腸は脳と相互に影響し合うことが知られており、これを腸脳軸と呼ぶ。例えば、腹部の膨満は脳内におけるある種の経路を活性化し、逆に感情は消化効率に影響を与える。過去数十年の間に腸脳軸に影響を与える新たな因子として腸内微生物が知られる様になった。腸脳軸に微生物叢が影響を及ぼす根拠は5つ存在する。第一に、無菌動物を用いた実験により、微生物叢を欠くことで脳の神経伝達や感情が変化することが示されている。第二に、特定の微生物の摂取は動物実験において行動の変化につながり、このことはヒトにも外挿しうる。第三に、疫学的な調査により急性胃腸炎の流行が腸脳軸と関連した疾患である過敏性腸症候群の発生に影響することが示されている。
ある環境中に生息する微生物の集合全体を微生物叢 (Microbiota) と呼ぶ。微生物叢を構成する微生物には真正細菌、古細菌、真菌、ウイルスなどが含まれる。一方、マイクロバイオーム (Microbiome) は、微生物叢を構成する微生物の集合に加え、その遺伝情報や、生息する外部環境全体を意味する用語である。ただし、ほとんどのヒト微生物叢を対象とした研究は、微生物叢の細胞成分の主要成分である細菌の多様性について記述するものである。
マイクロバイオームを理解するために、古典的には培養に依存した手法が用いられた。しかしながら、マイクロバイオームを構成する微生物には培養できないものも多く、培養に依存した手法は群集構造の多様性を過小評価する恐れがある。これを解決するために出現した手法がDNAシーケンス技術に基づく16S rRNAシーケンシング法やメタゲノム解析法である。2018年現在、これらの手法にメタトランスクリプトーム解析法を加えた3つの手法がマイクロバイオーム研究において使用されている。