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人體內(nèi)的腸道微生物數(shù)量大約100萬億個，超過自身細胞總量的10倍以上，是人體的“第二基因組”。近年來不斷有研究發(fā)現(xiàn)機體中的微生物與許多疾病的發(fā)生密切相關(guān)，尤其是腸道菌群更是與多種疾病發(fā)生密切相關(guān)；近年來對于人體內(nèi)微生物尤其是腸道微生物的研究如雨后春筍般出現(xiàn)，科學家們希望通過研究人類腸道中的微生物群落，了解人腸道中細菌的物種分布以及與人體互作的關(guān)系，最終為研究腸道微生物與疾病的發(fā)生機制，以及如何調(diào)節(jié)人體健康提供非常重要的理論依據(jù)。 本文中，小編就盤點了近期腸道菌群與機體健康領(lǐng)域的眾多重要研究成果，與大家一起學習！
【1】Nature重磅：超1/4的常用非抗生素類藥物會影響腸道微生物！ doi：10.1038/nature25979 人類使用的藥物中有1/4會抑制腸道微生物的生長。這些藥物會引起抗生素類似的毒副作用，可能會導致抗生素耐性，相關(guān)研究于近日發(fā)表在《Nature》上。 該研究團隊篩查了1000余種市售藥物對人類腸道的40余種代表性細菌的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)超過1/4的藥物（923種中的250種）至少影響1種微生物的生長。EMBL的Peer Bork、Kiran Patil、Nassos Typas和Georg Zeller領(lǐng)導了這項研究。 人類腸道包含大量的細菌，被總稱為腸道微生物。在過去十年里，腸道微生物的組成會影響人類健康已經(jīng)成為共識。而此前已知抗生素會影響這些微生物，例如會引起胃腸道副作用。 最近發(fā)現(xiàn)一些常用的非抗生素類藥物也會引起腸道微生物組成的改變，但是這個現(xiàn)象的全貌還不清楚，而現(xiàn)在這項研究是首個系統(tǒng)探索市售藥物與人體腸道微生物的直接相互作用的研究。不僅是抗感染藥物，而是所有種類的藥物都會抑制不同類型細菌的生長。 “這些攻擊腸道微生物造成附帶損傷的不相關(guān)藥物讓我們很震驚?！盤eer Bork說道?！坝绕涫钱斘覀儼l(fā)現(xiàn)這樣的藥物還可能更多時。腸道微生物組成的變化會導致藥物副作用，同時也可能是藥物發(fā)揮效應(yīng)的過程?！?/p> 【2】PNAS：有益腸道菌群如何有效適應(yīng)宿主腸道？ doi：10.1073/pnas.1715016115 近日，一項刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自英國諾里奇研究所的科學家通過研究發(fā)現(xiàn)了腸道菌群定殖及吸附特殊宿主的分子機制，相關(guān)研究或能幫助研究人員開發(fā)新型改進型的益生菌，這種益生菌或能優(yōu)化定殖到腸道菌群的能力，同時還能以生物被膜的形式與宿主建立聯(lián)系來幫助宿主抵御感染性疾病的發(fā)生。 本文研究還能幫助我們理解腸道中的微生物菌群如何與宿主建立持久和特殊的關(guān)系來維持機體健康。研究者Nathalie Juge表示，我們利用羅伊氏乳桿菌（Lactobacillus reuteri）作為模型來研究腸道微生物菌群如何適應(yīng)宿主機體，羅伊氏乳桿菌是許多不同動物機體中最常見的一種腸道菌群。 此前研究人員發(fā)現(xiàn)，細菌能夠利用一種關(guān)鍵蛋白吸附到腸道組織表面，這種蛋白名為富含絲氨酸的重復蛋白質(zhì)（Serine Rich Repeat Protein，SRRP），其是一類黏附素，主要參與致病菌的感染及生物被膜的形成，當一群微生物菌落聚集在表面時就會形成生物被膜；研究者還發(fā)現(xiàn)，SRRP還能在非致病性的細菌細胞中產(chǎn)生，比如乳桿菌屬細菌，其對于小鼠腸道中生物被膜的產(chǎn)生至關(guān)重要。
【3】BBR：驚人發(fā)現(xiàn)！社會壓力或會改變機體的腸道菌群 doi：10.1016/j.bbr.2018.02.005 近日，一項刊登在國際雜志Behavioural Brain Research上的研究報告中，來自喬治亞州立大學的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，暴露于社會沖突的心理壓力之下或會改變敘利亞倉鼠機體的腸道菌群。長期以來，人們都會說對事物有一定的“直覺”，但研究人員并不清楚腸道如何與大腦對這些感覺進行交流，腸道微生物是一種生活在人類和其它動物消化道中的微生物有機體，其能夠向大腦發(fā)送信號，反之亦然。 此外，最近研究數(shù)據(jù)表明，壓力會改變機體的腸道微生物群，人們和其它動物所經(jīng)歷的最常見的壓力就是社會壓力，這種壓力會誘發(fā)或惡化人類的心理疾病，本文研究中，研究人員想通過研究來檢測是否適度的社會壓力能夠改變敘利亞倉鼠的腸道微生物群，如果是這樣的話，那么與在沖突性環(huán)境中“失敗”的動物相比，這種反應(yīng)是否會在“勝利”動物機體中表現(xiàn)出不同。 倉鼠通常是研究社會壓力的理想動物模型，因為當其與其它動物配對時他們會快速形成統(tǒng)治階層，這項研究中，研究者將成對的雄性倉鼠放在一起，隨后其會快速開始競爭，最終決出勝者，而且這種狀態(tài)在整個實驗過程中倉鼠都會保持下去，隨后研究者對倉鼠接觸前后及進行9次相互接觸后的腸道微生物樣本進行采集并檢測，研究者對對照組的倉鼠也進行了樣本采集，由于這些倉鼠未進行配對，因此其并沒有社會壓力。研究者Kim Huhman博士表示，我們發(fā)現(xiàn)，單獨暴露于社會壓力下就會誘發(fā)倉鼠腸道微生物群的改變，而這一結(jié)果類似于后期倉鼠遭遇更嚴重身體壓力所得到的結(jié)果，而且這種改變會隨著不斷重復暴露于壓力之下而不斷增加。 【4】JCEM：重磅！科學家闡明腸道菌群和肥胖發(fā)生之間的神秘關(guān)聯(lián)！ doi：10.1210/jc.2017-02114 近日，一項刊登在國際雜志The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism上的研究報告中，來自瑞典隆德大學的研究人員通過研究闡明了腸道菌群和肥胖之間的新型關(guān)聯(lián)，他們發(fā)現(xiàn)，血液中特定的氨基酸或許和肥胖發(fā)生直接相關(guān)，同時這些氨基酸也是腸道微生物組的重要組分之一。 目前科學家們并不是非常清楚腸道微生物組對機體健康的重要性，很多這一領(lǐng)域的相關(guān)研究也都是在動物機體中進行的，研究人員并不能將相關(guān)的研究結(jié)果應(yīng)用于人類機體的研究之中，此外，對于某個個體有益的健康腸道菌群并不一定對于其它個體有益。然而，越來越多的研究表明腸道微生物群落在機體健康上扮演者關(guān)鍵的角色，其能夠影響機體代謝，同時與肥胖、心血管疾病及2型糖尿病直接相關(guān)。 此前研究人員發(fā)現(xiàn)，上述疾病患者機體的血液中存在著不同的代謝產(chǎn)物（小分子或代謝殘基），這項研究中研究人員想通過研究在機體血液中鑒別出和肥胖相關(guān)聯(lián)的代謝產(chǎn)物，從而來調(diào)查是否肥胖相關(guān)的代謝產(chǎn)物會影響到糞便樣本中細菌菌群的組成。
【5】Microbiome：腸道與I型糖尿病之間的關(guān)系 doi：10.1186/s40168-018-0417-4 最近，科學家們發(fā)現(xiàn)通過靶向腸道的微生物組能夠幫助預防I型糖尿病的發(fā)生。來自昆士蘭大學的研究者Emma Hamilton-Williams博士通過比較對I型糖尿病較為敏感的群體以及耐受性較強的群體體內(nèi)腸道微生物組的差異，得出了上述結(jié)論。 這項研究表明腸道微生物的組成受到遺傳因素的影響，而且也受到了免疫反應(yīng)的影響。這意味著I型糖尿病患者在病發(fā)之前其腸道中微生物的組成就已經(jīng)發(fā)生了改變，而并不是I型糖尿病的伴隨癥狀。通過靶向腸道微生物組設(shè)計療法或許能夠有助于預防I型糖尿病的發(fā)生”，作者們說道。 Hamilton-Williams博士稱這項研究通過表明通過靶向I型糖尿病伴隨性T細胞的免疫療法同樣能夠改變腸道的生物學特性，以及改變腸道微生物組的構(gòu)成。 【6】Cell Host Micro：對于機體健康而言 腸道菌群或許扮演著“雙面角色” doi：10.1016/j.chom.2018.01.001 人類機體中居住著數(shù)以萬億計的微小細菌（人類微生物組），如今越來越多的研究都表明，人類微生物組在機體健康中扮演著關(guān)鍵角色，但我們與這些微生物共存也是非常復雜的，而且如今科學家們正在研究，我們與微生物組之間的微小改變甚至有時候也會造成機體出現(xiàn)大問題。 近日一項刊登在國際雜志Cell Host & Microbe上的研究報告中，來自羅徹斯特大學醫(yī)學中心的研究人員就通過研究發(fā)現(xiàn)，小腸中罕見類型細胞的損傷就會促進腸道菌群入侵機體其它器官從而引發(fā)嚴重炎癥的發(fā)生；文章中，研究人員重點對炎性腸病小鼠進行了相關(guān)研究。 維持腸道健康需要腸道細胞和周圍細菌之間的密切協(xié)作，雖然數(shù)量很少，但名為帕內(nèi)特細胞的腸道細胞卻在腸道健康中扮演者關(guān)鍵角色，其能夠制造抑制細菌的抗菌化合物，同時還能幫助形成小腸內(nèi)壁組織，小腸內(nèi)壁組織是器官和寄生細菌之間的天然物理屏障。此前研究人員發(fā)現(xiàn)，帕內(nèi)特細胞的改變或突變和克羅恩病患者機體炎癥增加直接相關(guān)，但科學家們并不確定帕內(nèi)特細胞如何開啟炎癥發(fā)生的大門。
doi：10.1038/nature25172 在一項新的研究中，來自美國德州大學西南醫(yī)學中心的研究人員通過對腸道中的細菌群體進行精準編輯來阻止或減輕結(jié)腸炎小鼠模型中的炎癥嚴重程度。相關(guān)研究結(jié)果于2018年1月3日在線發(fā)表在Nature期刊上，論文標題為“Precision editing of the gut microbiota ameliorates colitis”。 論文共同通信作者、德州大學西南醫(yī)學中心微生物學助理教授Sebastian Winter博士說，這種潛在的策略---靶向僅在腸道炎癥期間有活性的代謝通路---阻止或降低小鼠結(jié)腸炎模型中的炎癥，但是對具有健康的處于平衡狀態(tài)的細菌群體的對照小鼠沒有明顯的效果。 他說，“我們的研究結(jié)果為精確地改變腸道中的細菌種類以便降低與在結(jié)腸炎和其他形式的炎癥性腸?。↖BD）中觀察到的細菌不受控制增殖相關(guān)聯(lián)的炎癥提供一種概念框架?！?/p> Winter博士補充道，“我們強調(diào)，這是一項概念驗證研究：我們使用了一種鎢的形式，其中鎢是一種重金屬，當高劑量使用時是有危險的。攝入重金屬是不安全的。鑒于我們具有一種藥物靶標[這種細菌代謝通路]，我們的目標是發(fā)現(xiàn)一種發(fā)揮著類似效果的安全療法?！?/p> 【8】Science：特定腸道共生細菌能夠提高癌癥免疫療法的治療成功率 doi：10.1126/science.aao3290 doi：10.1126/science.aar2946 在一項新的研究中，來自美國芝加哥大學的研究人員證實特定的共生細菌---天然地棲息在腸道中的微生物群體---菌株能夠提高晚期黑色素瘤患者對免疫治療藥物的反應(yīng)率。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年1月5日的Science期刊上，論文標題為“The commensal microbiome is associated with anti–PD-1 efficacy in metastatic melanoma patients”。 盡管這些免疫系統(tǒng)增強藥物已引發(fā)某些癌癥的治療變革，但是大約僅35％的黑色素瘤患者從這種免疫治療中獲得了顯著的益處。在這項新的研究中，這些研究人員證實相比于26名（62％）對這種免疫治療不作出反應(yīng)的患者，包括長雙歧桿菌（Bifidobacterium longum）、產(chǎn)氣柯林斯菌（Collinsella aerofaciens）和屎腸球菌（Enterococcus faecium）在內(nèi)的幾種特定細菌物種在16名（38％）對這種免疫治療作出反應(yīng)的患者中更加豐富。 這些特定細菌在腸道中的存在似乎促進T細胞浸潤到腫瘤微環(huán)境中，并提高T細胞對癌細胞的殺傷作用，從而增加產(chǎn)生強效且持久的免疫反應(yīng)的可能性。 論文通信作者、芝加哥大學癌癥免疫治療教授Thomas Gajewski博士說，特定腸道細菌與對抗PD-1免疫治療藥物作出的臨床反應(yīng)之間存在著較強的關(guān)聯(lián)性，這提示著“存在因果關(guān)系”?！疤囟ǖ?a >細菌明顯地提高患者的抗腫瘤免疫反應(yīng)。腸道菌群的作用比我們之前想象的更加深遠。”
【9】Science：重磅！我國科學家證實高纖維膳食可改善2型糖尿病患者的健康 doi：10.1126/science.aao5774 根據(jù)一項開創(chuàng)性的高纖維膳食研究，在2型糖尿病患者中，利用富含多種纖維的膳食促進特定的一組腸道細菌生長會導致更好的血糖控制、更大的體重減輕和更好的脂質(zhì)水平。這一發(fā)現(xiàn)可能很快會改善對2型糖尿病的治療。這項研究是來自中國上海交通大學、上海市松江區(qū)泗涇醫(yī)院、上海市松江區(qū)泗涇鎮(zhèn)社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心、江蘇省啟東市人民醫(yī)院和陸軍軍醫(yī)大學（第三軍醫(yī)大學）的研究人員開展的。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2018年3月9日的Science期刊上，論文標題為“Gut bacteria selectively promoted by dietary fibers alleviate type 2 diabetes”。 這項已開展6年的研究提供證據(jù)來證實吃更多的合適的膳食纖維可能讓腸道菌群或者說讓胃腸道中的細菌生態(tài)系統(tǒng)重新恢復平衡，這有助于消化食物并且對人體的整體健康是比較重要的。 趙立平教授說，“我們的研究為靶向這組腸道細菌的膳食纖維可能最終成為你的飲食和你的治療方法中的一個重要組成部分奠定基礎(chǔ)和提供了可能性?！?/p> 2型糖尿病是最常見的衰弱性疾病之一。當胰腺產(chǎn)生過少的胰島素---一種協(xié)助葡萄糖進入細胞中用作能量的激素---或者身體不能很好地使用胰島素時，這種疾病就會產(chǎn)生。 在腸道中，許多細菌分解碳水化合物，如膳食纖維，并產(chǎn)生短鏈脂肪酸，這些短鏈脂肪酸滋養(yǎng)著我們的腸壁細胞，減少炎癥并且有助于控制食欲。短鏈脂肪酸缺乏與2型糖尿病和其他疾病存在關(guān)聯(lián)。根據(jù)趙立平教授的說法，許多臨床研究也表明增加膳食纖維攝入可緩解2型糖尿病，但是由于缺乏對其中的作用機制的理解，它的效果會有所不同。 【10】Nat Commun：科學家闡明腸道有益細菌控制宿主基因表達的分子機理 doi：10.1038/s41467-017-02651-5 最近，一篇發(fā)表在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自巴布拉漢研究所等機構(gòu)的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了腸道有益菌控制機體細胞基因表達的一種特殊方式，研究結(jié)果表明，來自細菌的化學信號能夠改變?nèi)祟惢蚪M中關(guān)鍵化學標記的位置，通過以這種方式進行“交流”，細菌或許就能有效幫助機體抵御感染并且抑制癌癥發(fā)生。 文章中，研究者Patrick Varga-Weisz等人通過研究揭示了在水果和蔬菜消化過程中腸道細菌所產(chǎn)生的化學物質(zhì)如何影響腸道內(nèi)壁細胞的基因表達，這些名為短鏈脂肪酸的分子能從細菌細胞中移動進入宿主細胞中，從而誘發(fā)一系列改變基因活性的過程，最終就會影響宿主的行為。 研究者指出，短鏈脂肪酸能夠增加宿主機體化學標記的數(shù)量，這些名為crotonylations的標記也是研究人員最新才發(fā)現(xiàn)的，其是機體基因組表觀遺傳標記物的“附加物”；這種短鏈脂肪酸分子能夠通過關(guān)閉名為HDAC2的蛋白功能來增加crotonylations標記的數(shù)量，因此crotonylations的改變就會通過開啟或關(guān)閉基因的表達來改變基因的活性。（生物谷Bioon.com） |
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