人类的"第二基因组"——肠道微生物2016年主要研究盘点

导读 被誉为人类的"第二基因组"的肠道菌群，近年来已经成为最火爆的研究领域之一。定居于宿主体内的肠道菌群数量庞大、种类繁多。它们参与着机体许多重要的生理功能，调控免疫系统、新陈代谢甚至是大脑。在本文中，小编将主要从以上三个方面为您盘点2016年重要的肠道微生物相关研究。 

2 肠道菌群与代谢

（1）6月8日发表于Nature杂志的一项研究中，来自耶鲁大学的研究人员阐述了肠道菌群导致肥胖的机制。在此前的研究中，该研究小组发现一种短链的脂肪酸——乙酸刺激啮齿类动物的胰岛素分泌。在这项研究中，研究人员发现高脂饮食的导致啮齿类动物肠道菌群发生改变，从而在体内产生更多乙酸。乙酸通过迷走神经向胰腺和胃发出信号，使β细胞释放更多胰岛素，同时也刺激胃泌素（gastrin）和胃饥饿素（ghrelin）释放，进一步导致暴饮暴食。如果这一效应同样发生在人类中，那么鉴定出产生乙酸的细菌并找到调控途径可能成为治疗肥胖的新方法。

（2）12月1日，Cell杂志上发表了一项来自于以色列魏茨曼科学研究所的研究。研究表明，与自然界中其他生物的生物钟一样，微生物群的组成和活性也表现出日常或昼夜节律。这些定居在肠道内的细菌每天从肠道内膜的一处移动几微米到另一处，然后再回到它们原来的位置。这种有时间规律的微小运动可以通过将肠道组织暴露于不同的微生物及它们的代谢产物中来影响着宿主动物的生物节律。在该研究中，肠道菌群释放的代谢产物进入宿主的血液循环。血液中这些分子水平在一天中的变化又进一步改变了宿主肝脏中编码多种代谢酶的基因的表达，进而使肝脏的解毒能力随日常时间发生变化。理解并操控微肠道菌群的生物节律，对时间治疗学的发展及生物钟紊乱相关疾病的治疗有着重要意义。

（3）11月17日，Cell杂志上发表了一项来自于密歇根大学医学院与卢森堡卫生研究所的联合研究。科学家们发现，缺乏纤维，会导致降解肠道粘膜的细菌数量增多，分泌更多的降解粘膜的酶类，从而造成粘膜层变薄。对于正常的肠道，粘膜的生成和降解处于稳态。但是缺乏纤维，粘膜的降解速率会比生成速度快，导致肠壁暴露于细菌之中，增加了肠道被感染的几率。这一研究表明了膳食结构对人类肠道菌群会造成直接影响，从而很可能会进一步促进肠道粘膜以及相关疾病的发生。

3 肠道菌群与中枢神经

（1）人类的流行病学研究表明，孕妇妊娠期肥胖会增加后代神经发育障碍，包括自闭症谱系障碍（ASD）。在6月16日的Cell杂志上，来自美国贝勒医学院的研究的发现，母亲孕期的高脂肪饮食会对后代肠道微生物生态系统造成负面影响，导致乳酸杆菌缺乏，从而引起后代社交缺陷及大脑奖赏环路突触强化缺乏。在这些小鼠肠道中回补缺乏的菌种，将在一定程度上逆转社交缺陷行为，并恢复奖赏环路中的突触功能变化。这一研究为神经发育障碍相关症状的治疗方法开辟了新道路。

（2）12月1日，Cell杂志上发表了一项来自于加州理工学院的研究。在这项研究中，科学家们首次证实，肠道菌群的改变可能是导致帕金森病（PD）中运动能力的恶化的罪魁祸首之一。在过表达α-Syn的PD模型小鼠中，无菌小鼠的运动技能明显优于那些肠道具有完整微生物组的小鼠，移除肠道菌群可恢复PD模型小鼠的运动技能。此外，肠道细菌分解膳食纤维时所产生短链脂肪酸（SCFA）分子将促进神经炎症的发生，进一步使PD恶化。并且，与移植来自健康个体粪便样品的无菌小鼠相比，被移植PD患者肠道菌群样本的无菌小鼠表现出更强的PD的症状。同时，这些小鼠的粪便中含有更高水平的SCFA。这些研究结果提示科学家们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。