重要研究成果解读科学家们在肠道微生物研究领域取得的新进展！

本文中，小编整理了多篇重要研究成果，共同解读科学家们在肠道微生物研究领域取得的新进展！分享给大家！

图片来源：The Conversation

【1】肠道菌群如何与机体大脑相互作用？

新闻阅读：How bacteria in your gut interact with the mind and body

很多人都知道肠道菌群对机体健康非常重要，考虑到其所处的未知，我们可能会认为肠道菌群的角色只是与机体消化有关，但如今越来越多的研究证据表明，机体肠道微生物或会以一种非常显著的方式与机体的思想和心灵互动，肠道菌群与抑郁症、焦虑症和大脑中处理情绪的区域相关，这些区域共享这影响诸如血压等心血管问题的大脑回路。

佛罗里达大学的研究者Bruce R. Stevens教授表示，人类会与环境中的细菌共同进化，这些细菌已经能够适应在人体内长期生存，而如今的结果是，机体的新陈代谢、神经元甚至整个机体生理机能都会与机体中存在的细菌互动。研究者认为，人类和肠道菌群是一种相互作用的综合有机体，即人类细胞和细菌细胞的单一生态系统。肠道和大脑思维的关系可以追溯到几个世纪以前，而研究人员关于肠道菌群如何影响机体健康已经讨论了很多年了，直到最近发表了多篇文章后，研究人员才开始慢慢理解其二者之间的关联。比如有研究表明，将抑郁症患者体内的肠道菌群转移到小鼠体内就会导致小鼠表现出抑郁症样的行为，而类似的小鼠研究也揭示了肠道菌群会影响机体的焦虑症状。

【2】Hypertension：高盐饮食会影响肠道微生物

doi：10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.14800

在最近一项研究中，科学家报告说：对于患有未经治疗的高血压的女性，降低盐摄入水平对她们的肠道微生物和血压都有好处。通过对145名未经治疗的高血压成年人的血液样本进行分析，科学家发现：特别是对于女性患者而言，在接受美国心脏协会等组织建议的每日钠摄入量（仅2，300毫克）接近6周后，会导致血液中循环的健康微生物组的指标升高。此外，患者的血压也会有明显降低，血管顺畅度也会明显提升。

研究者表示，越来越多的证据表明，微生物组在调节血压方面起着直接作用，而这很大程度上受到盐摄入量的影响。相关研究结果发表在Hypertension杂志上，该研究首次揭示了盐摄入量下降如何影响血液中的短链脂肪酸。肠道菌群是遍布胃肠道的所有细菌，病毒，原生动物和真菌，它们具有广泛的功能，从帮助消化食物到免疫反应再到影响体重增加的倾向。微生物组问题与多种疾病有关，包括癌症，胃肠道疾病以及过敏反应。越来越多的证据表明，高盐饮食会改变肠道微生物组，但是基于人体的数据很少。

【3】Nature：肠道微生物组或会影响肌萎缩侧索硬化症患者的预后

doi：10.1038/s41586-020-2288-7

近日，一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中，来自哈佛大学等机构的科学家们通过研究在神经退行性疾病肌萎缩性侧所硬化症（ALS）中识别出了一种新型的肠-脑连接，通过对常见ALS基因突变的小鼠进行研究，研究者发现，利用抗生素或粪便移植的方式来改变肠道微生物组或能抑制会改善机体的疾病症状。

相关研究结果或能帮助解释为何某些个体会携带诱发ALS的突变，同时基于微生物组研究人员或许也能开发出一种可能性的治疗性手段。研究者Kevin Eggan表示，本文研究中我们重点对ALS患者机体中最常见的突变基因进行研究，结果发现，相同的小鼠模型（相同的遗传特性）在不同的实验设施条件下或许会表现出显著不同的健康结果；随后研究者追踪了这些小鼠机体中不同肠道菌群的不同结局，他们假设，为何携带突变的某些个体会患上ALS，而其他个体则不会？

【4】Nature：肥胖与肠道菌群紊乱有关，他汀类药物可以增强肠道菌群多样性！

doi：10.1038/s41586-020-2269-x

近日，由Jeroen Raes (VIB-KU Leuven)和Clement教授(INSERM)领导的研究团队与Metacardis协会一起，在权威杂志《自然》(Nature)上发表了他们的第一个发现，确定常见的降胆固醇药物他汀类药物是一种潜在的微生物调节治疗药物。在题为"Statin therapy associates with lower prevalence of gut microbiota dysbiosis"的论文中，Jeroen Raes (VIB-KU Leuven)和他的同事在Metacardis队列群中对肠道细菌进行了研究，该队列群由来自三个国家(法国、丹麦和德国)的近900人组成，体重指数在18到73 kg/m2之间。虽然肥胖个体的肠道菌群此前已被证明与瘦的人不同，但Raes实验室在定量微生物组分析方面的独特经验，让研究人员对与肥胖相关的微生物群改变有了全新的认识。

研究者表示，最近，我们的实验室发现了一种单一肠道微生物群结构(肠道表型)，在患有肠道炎症(炎症性肠道疾病)、多发性硬化症和抑郁症的患者中增加。我们观察到这种紊乱的肠道类型的特点是低细菌丰度和生物多样性，明显缺乏一些抗炎细菌，如Faecalibacterium。事实上，即使在健康人群中，我们也发现了一种名为Bacteroides2（Bact2）的肠道菌群，其携带者的炎症水平略高。由于已知肥胖会导致全身炎症水平升高，我们推测Bact2在肥胖研究参与者中也会更普遍。"

【5】Cell：生酮饮食改变肠道微生物群和肠道免疫系统

doi：10.1016/j.cell.2020.04.027

近日，发表在Cell杂志上的新研究中，来自国外的研究人员招募了17名成年超重或肥胖的非糖尿病男性患者，让他们在代谢病房里住院两个月，在那里，他们的饮食和运动水平被仔细监控和控制。该研究的亮点包括：生酮饮食改变肠道微生物群的方式不同于高脂肪饮食；生酮饮食导致的肠道微生物的部分变化是通过宿主体内酮体的产生来驱动的；β-羟基丁酸选择性地抑制双歧杆菌生长；与维生素D相关的肠道微生物群降低了肠道Th17细胞的水平。

在研究的前四周，参与者要么被给予一种"标准"饮食，由50%的碳水化合物、15%的蛋白质和35%的脂肪组成，要么被给予一种生酮饮食，由5%的碳水化合物、15%的蛋白质和80%的脂肪组成。四周后，两组人改变了饮食，让研究人员研究两种饮食之间的变化如何改变参与者的微生物群。

图片来源：emptycagesdesign.org

【6】Nature：肠道微生物的胆汁代谢物可以增强免疫细胞

doi：10.1038/s41586-020-2193-0

路德维希癌症研究中心（LCR）的一项研究发现了一种新方法，通过这种方法，小肠中的菌落可以支持调节性T细胞(Treg)的生成--这种免疫细胞可以抑制自身免疫反应和炎症。路德维希·MSK的负责人Alexander Rudensky领导了这项研究，并发表在Nature杂志上。研究表明，一种微生物代谢物--有机酸isoDCA--促进了结肠中免疫抑制免疫细胞的局部生成。这种局部产生的或"外周"的Treg有助于抑制慢性肠道炎症，而慢性肠道炎症是结直肠癌的主要诱因。

虽然这项研究没有直接涉及癌症预防，但它的发现对这一领域有着有趣的启示--这就是为什么这项研究部分资金来自由Ludwig and the Conrad N. Hilton基金会于2015年发起的"结肠癌预防和早期发现行动资助"项目。"人们一直在考虑使用共生微生物来治疗结肠炎症性疾病，"Rudensky说。"一种方法是开发一种由特定微生物组成的新药物，这种药物可以限制炎症，促进结肠健康，降低人们患结肠癌的风险。产生isoDCA和其他代谢物的细菌群可以促进结肠免疫细胞的抗炎活性，这可能是这些干预措施的组成部分之一。"

肠道微生物对消化和新陈代谢至关重要，它们还支持许多其他重要的过程，从免疫调节到大脑发育。作为Treg方面的权威，Rudensky长期以来一直在探索共生细菌和Treg之间的交叉对话。Treg主要在胸腺中成熟，但也可以由其他组织(尤其是肠道)中的前体细胞诱导产生。他已经证明，这些外围的Treg可以保护有益的肠道微生物免受免疫攻击，并抑制慢性肠道炎症。

【7】Sci Adv：特殊分子或能将肠道微生物组和大脑功能联系起来

doi：10.1126/sciadv.aax6328

日前，一篇发表在国际杂志Science Advances上的研究报告中，来自格拉斯哥大学等机构的科学家们通过研究描述了一种新型分子，其能建立肠道微生物组和大脑之间的直接关联，该分子或能导致临床前小鼠模型机体中大脑细胞功能的抑制。

这项研究中，研究人员在小鼠的肠道和大脑中鉴别出了两种新型的细菌分子，他们利用质谱成像技术（MSI，mass spectrometry imaging）在这些分子扩散到大脑不同部位之前绘制出了其分子图谱，这些分子是由肠道微生物组的细菌所产生的。在小鼠大脑特殊区域中发现的特殊分子与肉碱（carnitine）拥有相似的结构，肉碱是用来帮助燃烧脂肪产生能量的特殊分子。

肠道微生物组的改变往往与多种神经性疾病发生直接相关，然而目前研究人员并未得到证据表明肠道微生物组的化合物与大脑之间存在直接的相互作用。研究者Donal Wall说道，肠道微生物组和大脑之间的交流沟通如今被认为在机体神经健康上扮演关键角色；文章中研究人员所使用的新技术或能帮助阐明肠道微生物组和大脑之间的分子交换，这在很多疾病中可能具有非常重要的生物学意义。

【8】JEM：新发现！肠道菌群或能“潜入”肿瘤帮助改善抗癌免疫疗法的效率

doi：10.1084/jem.20192282

近日，一项刊登在国际杂志Journal of Experimental Medicine上的研究报告中，来自西南医学中心和芝加哥大学等机构的科学家们通过研究发现，生活在肠道中的细菌或会在肿瘤中积累并改善小鼠癌症免疫疗法的治疗效力，相关研究结果表明，利用双歧杆菌（Bifidobacteria）来治疗癌症患者或能增强其对CD47免疫疗法反应，CD47免疫疗法是一种目前在多种临床试验中进行评估的广泛使用的抗癌疗法。CD47是许多癌细胞表面表达的蛋白质，抑制该蛋白能够促进患者机体的免疫系统攻击并破坏肿瘤，靶向作用CD47的抗体目前正在多项癌症临床试验中使用，但对实验室小鼠进行的研究往往会产生混合的结果，有些小鼠对抗CD47疗法能够产生反应，而有些则并不会产生反应。

这项研究中，研究者发现，实验室动物对疗法的反应依赖于生活在其肠道中的细菌类型；如果肠道菌群被多种抗生素混合制剂杀死的话，正常情况下对抗CD47疗法能够产生反应的肿瘤小鼠往往并不会对疗法产生反应，相比之下，当给动物补充双歧杆菌后，抗CD47疗法就会有效治疗通常并不会产生反应的小鼠；双歧杆菌是一种存在于健康小鼠和人类肠道中的细菌类型，此前有研究发现，双歧杆菌对溃疡性结肠炎患者治疗有效。

【9】Nat Microbiol：肠道微生物重塑肠道粘膜的基因表达

doi：10.1038/s41564-019-0659-3

近日，来自德国癌症研究中心和耶路撒冷希伯来大学的科学家证明，肠细菌会影响肠道粘膜细胞中的DNA表达特征，从而对肠道的发育以及炎症反应产生很大的影响。大量的研究工作表明，肠道微生物群及其组成与一系列疾病，例如从肠道炎症性疾病，代谢性疾病，癌症，自闭症和抑郁症等有关。然而，这些研究通常仅显示两者之间的相关性，并不清楚肠道微生物如何影响疾病的发生。对此，来自德国癌症研究中心（DKFZ）的Frank Lyko和来自耶路撒冷希伯来大学的Yehudit Bergman试图联手解决这个问题。

在该研究中，研究人员比较了具有正常微生物组的小鼠和在无菌条件下生长的小鼠的肠道粘膜细胞的DNA修饰情况。他们专注分析了DNA甲基化情况。研究人员注意到，在无菌和微生物定殖的动物之间，肠道上皮细胞DNA甲基化模式存在很大差异。在后者中，他们发现了一组由去甲基化激活的“前哨基因”，它们负责健康肠道中肠粘膜的正常再生。

【10】Science：新发现！母亲机体的肠道微生物或能塑造后代机体的代谢状况

doi：10.1126/science.aaw8429

近日，一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中，来自东京农工大学等机构的科学家们通过对小鼠进行研究发现，目前的肠道微生物或能塑造后代后期生活中机体的代谢状况，文章中，研究人员描述了他们对小鼠的研究结果以及该研究结果的意义。

研究者表示，目前研究人员进行了大量研究来阐明母亲机体肠道微生物组对婴儿健康的影响，但却很少有人研究母亲肠道微生物组和婴儿肠道微生物组之间的关联，基于此，研究人员就想通过研究来阐明母亲机体微生物组在后代后期生活中患代谢性疾病（与母亲孕期微生物组所发生的改变相关）上所扮演的关键角色，研究人员对生活在正常和无菌状况下的怀孕小鼠进行研究来观察其二者之间是否存在差异。（生物谷Bioon.com）

生物谷更多精彩盘点！敬请期待！