腸道微生物研究取得十項進展

微生物已在地球上生存了數十億年,人類通過不斷探索發現,它對我們的健康發揮著方方面面的作用。近期,科學家針對腸道微生物領域的研究取得了10項重要進展。


腸道微生物研究取得十項進展

1.腸道如何與大腦細胞交流。英國《自然》雜誌刊登研究揭示了腸道微生物與大腦細胞之間的溝通機制。美國威爾·康奈爾醫學大學和康奈爾大學伊薩卡分校的研究團隊通過小鼠模型發現,抗生素治療降低了小鼠腸道菌群水平,與此同時,小鼠的學習能力也明顯下降。科學家對小膠質細胞(大腦中的免疫細胞)RNA測序發現,腸道菌群變化使這些細胞的基因表達改變,從而影響學習過程中腦細胞的連接方式。上述研究也進一步證實,“肚子決定腦袋”。

2.抗真菌有助治療胰腺癌。英國《自然》雜誌刊登美國紐約大學研究發現,真菌從腸道遷移至胰腺與胰腺導管腺癌(PDA)發病有關,這些真菌可誘導正常細胞轉變為癌細胞。在小鼠和人類中,與正常胰腺組織相比,PDA模型的腫瘤組織中腸道真菌增加了約3000倍。該研究表明,抗真菌措施可為胰腺癌新療法的開拓帶來希望。

3.讓A型血秒變O型血。為探索血型轉換途徑,進而解決血液供給的燃眉之急,加拿大英屬哥倫比亞大學的斯蒂芬·威瑟斯教授對腸道微生物中的酶展開可行性研究。人類腸道壁黏蛋白中同時含有許多A和B抗原分子,主要負責阻擋腸道細菌進入人體其他部位。這些微生物反過來又以黏蛋白為食,從而產生酶。研究人員發現,一種特殊的腸道細菌可以產生兩種酶,它們能去除紅細胞上的A型抗原蛋白酶,使A型血轉化為O型血。研究報告刊登於英國《自然·微生物學》上。

4.增加藥物副作用風險。美國《科學》雜誌刊登瑞士蘇黎世大學安德魯·普拉多斯教授的新研究發現,腸道微生物可利用藥物中的成分合成有毒化合物,成為某些藥物毒副作用的罪魁禍首。實驗中,科學家選擇了抗焦慮抗癲癇藥物氯硝西泮,通過測量有毒化合物含量、氧化、硝基還原、葡萄糖醛酸化與腸肝循環等過程,以及對小鼠藥物轉化能力的觀察,成功預測了腸道細菌在藥物代謝中的作用。結果顯示,在藥物代謝產生循環有毒物的作用方面,腸道微生物佔比達20%~80%。該研究有助於最大限度降低藥物使用風險。

5.影響個體對流感疫苗的反應。美國《細胞》雜誌刊登斯坦福大學新研究發現,抗生素導致的消化道菌群紊亂會改變人體對流感疫苗的免疫反應。托馬斯·哈根博士團隊對健康人群接種季節性流感疫苗前後使用廣譜抗生素所造成的影響進行分析。結果發現,當參試者免疫力較低時,腸道微生物丰度和多樣性的改變會影響其對接種疫苗的抗體反應。該研究對提高疫苗效力具有指導意義。

6.種間競爭調控腸道細菌。美國《細胞》雜誌刊登華盛頓大學醫學院的傑弗裡·戈登博士團隊通過小鼠實驗、定量蛋白質組學分析等方法,靶向篩選特定人類腸道微生物的營養來源。結果發現,腸道微生物種群間存在競爭,並控制了微生物定向食品(MDF)的選擇性。MDF是增加有益腸道微生物丰度及其表達功能的食物。該研究可用於識別能增加健康有益菌的飲食結構,還有助於研發性價比更高的膳食纖維補劑。

7.有助抑制黑素瘤。英國《自然通訊》雜誌刊登一項新研究稱,腸道微生物組與免疫系統抗癌能力間存在因果關係。美國桑福德·伯納姆·普雷比斯等4家醫院共同確定了11種細菌菌株混合物,該混合物可激活實驗鼠免疫系統並減緩黑素瘤發病進程。研究人員採集了3組轉移性黑素瘤患者的組織樣本,參試患者隨後接受“免疫檢查點抑制劑治療”。隨訪結果顯示,對抑制劑反應較好的患者生存期明顯更長。該研究表明,完整的免疫系統和腸道微生物群有助抑制黑素瘤生長。

8.延緩衰老,延年益壽。美國《科學轉化醫學》雜誌刊登新加坡、英國和澳大利亞聯合研究稱,腸道微生物或可改變衰老進程。新加坡南洋理工大學的斯文·佩特森團隊將24個月大的老年實驗鼠腸道微生物移植到6周大的無菌幼鼠體內。8周後,幼鼠大腦神經元產生增加,這是腸道微生物富集後產生丁酸鹽(一種特殊的短鏈脂肪酸)的結果。科學家表示,丁酸鹽能刺激長壽激素FGF21產生,該激素負責調節人體能量和新陳代謝。但丁酸鹽的產生量會隨年齡增長逐漸減少。

9.減輕化療中樞神經毒副作用。美國《科學報道》雜誌刊登俄亥俄州立大學B·R·洛曼博士團隊的新研究發現,化療藥物可使部分腸道菌群脫離腸道組織,這些“逃離”的腸道菌會觸發身體免疫反應。同時,腸道中的菌群構成被打亂,紊亂的菌群信號和免疫信號就可以通過微生物-腸道-行為軸傳遞至大腦,使腦部炎症反應無節制爆發。這不僅會損傷腦組織,也會破壞血腦屏障,使更多化療藥物直接進入腦組織。該研究表明,調節腸道菌群有助減輕化療中樞神經毒性。

10.抑制沙門氏菌毒性。德國巴貝爾·斯特歇教授團隊鑑定出一種細菌,可以保護小鼠免受腸沙門氏菌血清型傷寒的侵襲。研究人員通過實驗發現了機體自我保護腸道微生物感染的機制。結果發現,丙酮酸可通過調節環境中的pH值來延長沙門氏菌的分裂速度。該研究為新型抗生素研發鋪平了道路。▲ (陳小西)


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