近期肠道微生物亮点研究，值得一看
2017-02-19 MedSci MedSci原创
近期，有关肠道微生物组方面的重磅研究文章，这些文章从不同的角度揭示了肠道微生物组在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。看点在哪里呢？梅斯医学小编为大家一一道来。【1】Nature子刊：阿尔茨海默病竟是肠道微生物在作祟？ 近日，瑞典隆德大学的一项研究表明，肠道细菌可以加速阿尔茨海默病的发展。这项发表于Scientific Reports上的研究结果为预防及治疗阿尔兹海默症提供了新的可
近期，有关肠道微生物组方面的重磅研究文章，这些文章从不同的角度揭示了肠道微生物组在人类健康和疾病中发挥着至关重要的作用。看点在哪里呢？梅斯医学小编为大家一一道来。
近日，瑞典隆德大学的一项研究表明，肠道细菌可以加速阿尔茨海默病的发展。这项发表于Scientific Reports上的研究结果为预防及治疗阿尔兹海默症提供了新的可能。
在动物实验中，研究人员通过测序细菌16S rRNA发现，与对照小鼠相比，阿尔茨海默病模型小鼠（淀粉样前体蛋白APP转基因小鼠）具有不同的肠道细菌组成。因此，研究人员构建了无菌的APP转基因小鼠，以进一步探究肠道细菌与该病之间的关系。研究人员发现，与对照组相比，无菌小鼠脑中β-淀粉样蛋白斑块数量明显更少。而神经元中β-淀粉样蛋白的聚集是阿尔茨海默病的一个典型病理特征之一。
“我们的研究是独一无二的，它显示了肠道细菌和阿尔茨海默病之间的直接因果关系。令人惊讶的是，完全缺乏细菌的小鼠大脑中的淀粉样蛋白斑更少。”本文的研究人员FridaF？kH？llenius说。
“这项结果意味着，我们现在可以开始寻找预防或延迟阿尔茨海默病发生及发展的方法。我们认为这是一个重大突破，因为我们以前只能提供缓解症状的抗逆转录病毒药物。”
发表在国际杂志PLoS ONE上的一篇研究报告中，来自英国埃克塞特大学医学院等机构的研究人员通过研究揭示了机体肠道中数以万亿计的微生物群体的复杂性以及肠道微生物菌群同机体之间相互作用的机理。文章中研究者对一种名为TLR2的蛋白质进行了深入研究，TLR2是机体肠道中微生物群落的关键检测器，其能够调节机体血清素的水平，血清素是一种能够将信息携带到大脑中的神经递质，其在肠道中也存在，而且还能够调节肠道的行为。
这项研究中研究人员通过研究阐明了机体微生物群落和人类机体健康，甚至是情绪之间的复杂关联，近日来自美国加利福尼亚的研究人员也发现，肠道中的细菌在引发帕金森疾病上扮演着关键角色。同时本文研究还能够帮助解释肠道微生物群落影响机体生理学特性的分子机制。
当TLR2功能异常时就会诱发炎性肠病，但截至目前为止，研究人员并没有完全理解炎性肠病发生背后的分子机制，本文研究者就希望深入剖析炎性肠病的发病机理。研究者Eva Latorre说道，TLR2蛋白能够改变血清素的可用性，而血清素在抑郁症以及炎性肠病等多种疾病中都扮演着关键角色，因此我们就需要进行多项研究来阐明肠道菌群和机体健康之间的复杂关联，最终开发出治疗多种疾病的新型疗法。
研究者在实验室中对肠道模型中的人类细胞进行了研究，深入探究了机体表达蛋白质和RNA的分子机制，以及这种表达活性如何影响机体的行为改变，最终他们发现TLR2蛋白能够控制血清素转运蛋白，而这与在小鼠机体中进行研究所得到的的结果一样。研究者Jose E Mesonero教授指出，本文研究扩展了我们关于人类机体微生物组的理解和视野，最终我们发现TLR2蛋白不仅能够对微生物群落进行检测，而且还能够调节机体的血清素转运蛋白，这种机制是机体神经性和炎性疾病发生的关键机制，当然后期我们还需要更多的研究来更深入理解肠道微生物介导的人类肠道和大脑之间的关联。
【3】BOA：揭秘饮食、肠道微生物组和结直肠癌发生之间的关联
近日，来自德国慕尼黑理工大学的研究人员在国际杂志BioResearch Open Access上发表的一篇题为“Role of the Microbiota in Colorectal Cancer： Updates on Microbial Associations and Therapeutic Implications”的研究报告就阐明了饮食、肠道微生物组和结直肠癌之间的关联。
文章中，研究者Olivia Coleman和Tiago Nunes就讨论了肠道微生物群落和机体结直肠癌发育及进展之间的关联，以及二者之间关联性的重要性和意义，当然这对于研究者们开发新型干预措施来基于机体肠道微生物组降低个体患癌风险也提供了新的见解和思路。研究者强调了益生菌和益生元的保护效应，他们指出，益生菌和益生元能够通过调节机体肠道微生物组的平衡和功能，来扩大产乳酸细菌的水平，从而达到抵御结直肠癌的风险。
最后杂志编辑Jane Taylor说道，这篇综述文章为我们很好地解析了机体肠道微生物群落和结直肠癌发生之间的关联，当然文章中研究人员也提出了潜在的治疗方法和干预性措施，这对于有效利用机体肠道微生物群落来开发相应的干预措施降低结直肠癌的发病风险提供了一定的理论依据和研究基础。
肠道菌群已经成为近年来最火爆的研究领域之一。越来越多的研究表明，肠道菌群可以与大脑相互作用，影响着我们的情绪、食欲甚至生物节律，一些精神疾病比如焦虑、抑郁、自闭、精神分裂及神经退行性疾病等都和肠道微生物密切相关。近日，来自加州理工学院的科学家们首次证实肠道细菌和帕金森病（PD）之间的功能联系。研究表明，肠道菌群组成变化，或是肠道细菌本身的改变，都可能对帕金森病中运动能力的恶化产生极大影响。这一研究发表于12月1日的Cell杂志上。
研究人员利用过表达α-Syn并表现出帕金森症状的小鼠。其中，一组小鼠具有复杂的肠道菌群；另一组则为无菌小鼠，在完全无菌的环境中繁殖，因此缺乏肠道细菌。研究人员测试两组小鼠的运动技能，发现无菌小鼠的表现明显优于具有完整微生物组的小鼠。这两组小鼠都过表达α-Syn，因此它们在基因上是相同的，唯一的区别就是肠道微生物群的存在与否，一旦移除微生物群，小鼠就具有正常运动技能，即使α-Syn过量表达。同时，帕金森病的典型症状也在无菌小鼠中都消失了，因此研究人员确定，肠道菌群在帕金森病症状中扮演着重要角色。
研究人员表示， 这些结果意味着肠道菌群的变化可能不仅仅是PD的结果，这是一个颠覆性的发现，需要进一步研究，但事实上，粪便移植的实验结果已经表明细菌是导致疾病的罪魁祸首。这一研究成果提示临床医生或许可以通过调控肠道菌群及其代谢产物来治疗帕金森病。
近日发表于Nature的一项新研究中，研究人员揭示了肠道微生物可能在节食后体重反弹中起着至关重要的作用，而且他们已经找到了可能阻止这种情况发生的方法。
研究人员使用了反复肥胖的小鼠模型进行研究，通过饲喂大量脂肪，然后正常饮食，并重复来引起小鼠体重减轻与增加。在评估小鼠肠道微生物时，研究人员确定了肠道菌群对高脂肪饮食的特定变化，而且这些改变甚至可持续到小鼠正常饮食体重降低后。
有趣的是，当老鼠重新摄入高脂饮食时，研究人员发现改变的肠道微生物加速了它们体重的反弹。为了进一步检验其研究结果，研究人员将已经改变了的肠道微生物转移至没有实行“溜溜球饮食”的小鼠体内，随后对这些老鼠进行高脂肪饮食。结果，同对照组相比，携带改变了的肠道微生物的小鼠体重增长更快更多。
在进一步研究中，研究人员发现改变了的肠道微生物可减少对节食反应的两种黄酮类化合物（芹黄素和柚皮素）的水平，而这两种黄酮类化合物是对健康大有益处的植物化合物。另外，研究人员发现黄酮类化合物的减少干扰UCP-1 - a基因的表达，而这种基因在能量消耗或卡路里大量燃烧中发挥着作用。研究者猜测，可能这个过程导致体重反复增加。研究人员认为他们的结果提示一种“后生物”治疗法，通过补充因节食丢失的黄酮类化合物，可能会有效对抗节食后体重反弹。这种策略已证实在小鼠中有效，但还需要进一步研究确定这种策略是否对人类有效。
总而言之，该研究结果发现了促进节食后体重反弹的可能的微生物因素，且表明以微生物为靶向的疗法可能有助于诊断和治疗这种常见病。
总所周知饮食影响我们身体中的微生物的平衡。近日，一项来自威斯康星大学小鼠研究表明，微生物通过作用于组蛋白的代谢产物实施与宿主的交流，从而影响基因转录，这一过程不仅发生在结肠，而且在身体其他部分的组织中也存在。这项研究结果发表于11月23日的Molecular Cell杂志上。
在这项研究中，研究人员首先比较了无菌小鼠与那些携带活性肠道微生物的小鼠，发现肠道微生物群改变了宿主几个组织的表观基因组。然后他们将正常饮食的小鼠与西式饮食（复合碳水化合物和纤维含量低，脂肪和单糖含量高）的小鼠进行比较。与此前报道研究一致，正常饮食的小鼠的肠道菌群与西式饮食的小鼠的肠道微生物群不同。
研究人员表示，当宿主消耗富含复杂植物多糖（如纤维）的饮食时，由于这种多糖不易被人类细胞吸收，因此肠道微生物就有更多的食物。
此外，他们发现西式饮食的小鼠产生的某些代谢产物水平比健康饮食的小鼠较低。研究人员认为这些主要通过纤维的微生物发酵产生的代谢物——短链脂肪酸乙酸盐、丙酸盐和丁酸盐，可能影响着他们在小鼠组织中观察到的一些表观遗传学变化。
近期，来自于哈佛大学医学院附属麻省总医院（MGH）、Broad研究所以及荷兰两个医疗科学中心的研究团队在《Cell》期刊同时发表3篇文章，揭示了肠道微生物影响健康个体免疫系统的模式。同时，他们发现遗传和环境因素同样也对免疫反应有影响。
MGH胃肠道科、Broad研究所研究人员和HFGP计划首席研究员Ramnik Xavier 博士表示：“免疫系统是研究人类基因突变、遗传和环境互作的关键切入点，是人类功能基因组学计划（HFGP）的基本前提。人类对于病原体的抵抗能力不尽相同，一些人更容易被感染或者出现自身免疫性疾病。导致这种差异的因素有哪些呢？我们试图弄清楚肠道微生物、环境以及遗传因素对免疫系统的影响。”
他们检测了500名HFGP参与者的血液和粪便样本，分析细胞因子和肠道微生物组两个变量，并解析两者之间互作的模式。研究人员选定脆弱类杆菌（B. fragilis）、金黄色葡萄球菌（S. aureus）、肠道杆菌产生的毒素以及两种念珠菌作为刺激物，分析它们对细胞因子、免疫相关蛋白表达的影响。
结果发现，肠道微生物的结构和功能，都会影响这些代谢物的分泌。肠道微生物与免疫系统的部分互作依赖于特定的病原体和细胞因子，例如特定的微生物会降解色氨酸，其代谢产物会抑制细胞因子TNFα的表达；一种存在于食物油中、抑制免疫反应的脂肪酸9 -十六碳烯酸（palmitoleic acid）会影响干扰素IFNγ的生成环境、遗传因素影响免疫系统
除了肠道微生物，宿主基因组同样会影响细胞因子的生成。借助QTL分析，研究人员构建了遗传差异影响全血、血液单核细胞和巨噬细胞中6类细胞因子表达的“蓝图”，发现基因突变对细胞因子的影响，多与免疫系统介导的疾病和病原体感染有关联。
近日刊登在国际杂志Nature Microbiology上的一篇研究报告中，德国慕尼黑理工大学的研究者通过研究首次收集到了小鼠肠道中的多种细菌群落，同时研究者还对其进行了分裂、特性分析，最后得到了100种细菌，其中还包括15种迄今为止未知的细菌群落。
机体中的微生物可以帮助我们抵御多种疾病，而机体中大部分微生物都栖息在肠道、皮肤和机体其它区域中，近年来科学家们对人类机体微生物组，尤其是肠道微生物组都进行了非常深入的研究和分析。获取肠道菌群和宿主之间相互作用的信息的关键就是对小鼠模型进行研究，然而目前研究者仅仅获得了小鼠肠道中的少量细菌群落，基于此，本文研究中，研究人员就通过研究创建了一种新的资源收集库，其中就包含着来自小鼠肠道微生物组中的100种可培养的细菌，文章中研究者对1500种培养基进行了检测，最终鉴别出了76种不同的菌群。
研究者Clavel说道，我们的研究目标就是深入解析小鼠肠道细菌群落中可培养的部分，当然后期留给我们的工作更多，我们希望可以同其他研究者来共同合作一起深入研究；尽管小鼠肠道微生物组与人类机体的肠道微生物组有许多类似之处，但本文研究发现，所收集的菌株中大约20%的菌株都更喜欢在小鼠肠道中栖息繁殖。
为了深入理解肠道中细菌的定居过程，研究者首先对细菌进行了鉴定及特性分析，由于小鼠模型对于临床前研究必不可少，因此研究者所建立的肠道细菌资源库或为深入理解宿主-细菌间的相互作用提供了一定帮助。这项研究中，研究人员首次对具有重要功能的细菌进行了特性分析，比如研究者就发现，名为Flintibacter butyricum的细菌可以利用糖类和蛋白来制造丁酸，而丁酸是肠道发酵的主要产物，大量研究表明，丁酸具有抗炎性特性，而且还可以帮助抵御代谢性疾病的发生。
最后研究者Thomas Clavel说道，如今我们距离能够深入剖析肠道微生物组的特性及功能还有很长一段路要走，但本文中所开发的包含小鼠肠道细菌和其遗传物质的公共数据库或为我们深入理解肠道微生物组的角色及其作用提供了一定的研究基础和帮助。
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好好努力
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文章真心不错耶
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