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近期肠道菌群领域重要研究成果一览

来源:本站原创 2019-01-15 22:44

近年来,科学家们在肠道菌群研究领域进行了大量的研究,同时他们发现肠道菌群与机体多方面的健康都有着密切的关联,那么近期肠道菌群领域又有哪些重要的研究成果呢?本文中,小编就对此进行了整理,分享给大家!

【1】Nat Med:肠道微生物能够预防食物过敏

doi:10.1038/s41591-018-0324-z

新的研究表明,肠道微生物组可能有助于防止牛奶过敏的发展。芝加哥大学的科学家们发现,健康的人类婴儿供体的肠道微生物被移植到小鼠身上,能够保护小鼠摄入牛奶后产生过敏反应,而从牛奶过敏的婴儿移植的肠道微生物则没有上述效应。相关结果发表在最近的《Nature Medicine》杂志上。该研究结果可能为研究开发基于微生物组的疗法以预防或治疗食物过敏提供信息。

科学家此前发现,对牛奶过敏的婴儿与非过敏性婴儿相比,肠道微生物的成分不同。之前的研究还表明,一些微生物与发生食物过敏的风险较低相关,导致研究人员检查没有牛奶过敏的婴儿的肠道微生物是否具有保护作用。研究人员将八个婴儿捐献者中的每一个的肠道微生物移植到无菌环境中培养的小鼠组中,并对乳蛋白敏感 - 这意味着动物的免疫系统产生了对牛奶的过敏抗体。当后来暴露于牛奶时,不接受牛奶过敏儿童的微生物或微生物的小鼠产生过敏性抗体并经历过敏反应,这可能是危及生命的过敏反应。从非过敏性婴儿接受肠道微生物的小鼠没有反应。

【2】Nat Commun:肠道菌群可阻止急性砷中毒

doi:10.1038/s41467-018-07803-9

砷中毒影响着大约2亿人,这些人通过喝受到砷污染的饮用水摄入它。过去的研究表明,环境中的细菌能够通过生物化学的手段将土壤或岩石中天然存在的砷转化为毒性较低或较强的砷形式。但是,人们并不清楚在砷被人体摄入之后人体肠道中的哪些细菌如何处理它。

在一项新的研究中,来自美国蒙大拿州立大学的研究人员发现人体肠道中的细菌在抵御砷中毒中发挥着重要作用。相关研究结果近期发表在Nature Communications期刊上。这些研究人员使用实验室小鼠作为实验对照来找出个人所在的环境、饮食和遗传等因素的影响。他们发现抗生素破坏肠道微生物组,从而允许更多的砷在组织中堆积而不是从体内排泄走。研究者表示,这是一个有趣的发现,这是因为它表明即便肠道中存在一些微生物活动,但这些小鼠在清除砷方面表现不佳,并且很可能将更多的砷摄入到它们的体内,并在它们的组织中堆积更多的砷。

【3】EbioMedicine:肠道微生物组或会影响某些糖尿病药物的治疗效果

doi:10.1016/j.ebiom.2018.11.046

为何口服的糖尿病药物对一些患者有效,而对另外一些患者没有效果呢?近日,一项刊登在国际杂志EbioMedicine上的研究报告中,来自维克森林大学医学院的科学家们就通过研究发现,构成肠道微生物组的菌群可能就是罪魁祸首。

文章中,研究人员回顾已经发表的100多篇在人类和啮齿类动物中进行的研究报道,他们分析了肠道菌群如何增强或抑制药物的有效性。研究者Hariom Yadav教授说道,比如,某些药物经过静脉注射后直接能够进入机体的循环系统,这种情况下药物就会有效发挥作用,但如果口服或者通过肠道的话,药物就不会发挥作用。相反,一种常用的糖尿病药物—二甲双胍只有在口服时药效才是最佳的,如果静脉注射的话则不会发挥疗效。

【4】Circulation:揭示肠道细菌利用膳食纤维保护心血管系统

doi:10.1161/CIRCULATIONAHA.118.036652

正如谚语所说,“人如其食(You are what you eat)”。但在很大程度上,我们的健康状况还取决于我们的消化道中的细菌摄入的东西。这是因为肠道菌群有助于人体利用食物并产生必需的微量元素,包括维生素。

在一项针对小鼠的研究中,德国研究人员发现有益的肠道微生物能够利用膳食纤维产生代谢物,包括一种称为丙酸的脂肪酸。这种脂肪酸可抵御高血压的有害后果,而且肠道细菌利用天然的膳食纤维产生这种物质来抑制导致血压增加的免疫细胞。相关研究结果于2018年12月4日在线发表在Circulation期刊上。

这些研究人员将丙酸喂给血压升高的小鼠。之后,这些小鼠的心脏遭受较小的损伤,或者它们发生较小的心脏异常增大,这就使得它们更不容易发生心律失常。诸如动脉粥样硬化之类的血管损伤也在小鼠中减少。论文通讯作者、德国马克斯-德尔布吕克分子医学中心研究员Dominik N. Müller博士说,“丙酸抵御高血压导致的心血管功能发生的一系列损伤。这可能是一种很有前景的治疗选择,特别是对具有很少这种脂肪酸的患者而言。”

【5】Immunity:肠道菌群竟会诱发机体衰老?

doi:10.1016/j.immuni.2018.09.017

多年以来,科学家们一直在研究栖息于人类机体肠道中的不同细菌群落是如何对机体功能产生显著影响的,包括机体免疫系统等;肠道菌群有时被称为“共生菌”,其存在于所有生活在一定功能平衡下的动物机体中,当这种平衡被打破后就会诱发宿主机体出现共生失调(commensal dysbiosis)的表现,比如疾病或药物,这常常与一系列疾病有关,甚至会降低机体的寿命,尽管科学家们进行了大量研究,但目前他们仍然并不清楚肠道菌群是如何影响机体健康的。

近日,一项刊登在国际杂志Immunity上的研究报告中,来自瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们通过研究阐明了免疫系统出现问题后如何诱发宿主机体发生共生失调,从而促进年龄相关疾病的发生。文章中,研究者对黑腹果蝇进行了相关研究,黑腹果蝇是一种常用来研究肠道菌群生物学特征的模式生物,研究人员想通过研究阐明肠道菌群和免疫系统之间的相互作用,他们重点对一种名为肽多糖识别蛋白SD(PGRP-SD)的受体蛋白进行研究,这种蛋白属于一类模式识别受体,2016年研究人员发现,PGRP-SD能够检测外源性细菌病原体,并刺激果蝇机体中的免疫系统抵御病原体的感染。

【6】PNAS:肠道微生物组间的相互作用如何影响机体健康?

doi:10.1073/pnas.1809349115

近日,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自卡内基科学研究所的科学家们通过研究发现,生活在胃肠道系统中的不同微生物之间所发生的相互作用或许对机体健康有着巨大且不可预测的影响,肠道微生物组是存在于人类机体中由成千上万种微生物组成的微型生态系统,人类肠道微生物组的多样性常常为科学家们分类并理解其对机体健康的影响带来一定挑战。

如今研究人员非常感兴趣研究微生物组作为一个整体是否大于各部分之和,换句话说,单一微生物能在多大程度上影响机体的健康和生理学特性,以及这些影响在多大程度上是由微生物组中不同微生物群落的相互作用所决定的。这项研究中,研究人员利用果蝇机体天然的简单微生物组进行研究来全面揭示这种肠道微观系统,研究者发现,肠道微生物组之间不同微生物的相互作用或会影响果蝇的健康,甚至其长寿。

【7】JCI Insight:肠道菌群产生的D-丝氨酸可阻止急性肾损伤

doi:10.1172/jci.insight.97957

在一项新的研究中,来自日本理化学研究所等机构的研究人员研究了肾脏功能与肠道菌群之间可能存在的关联性。为了评估急性肾损伤(acute kidney injury, AKI)对肠道菌群的影响,他们对AKI小鼠模型在遭受缺血/再灌注(ischemia/reperfusion, I/R)损伤后的粪便进行肠道菌群分析,结果发现特定的肠道细菌受到AKI损伤的影响。此外,他们还探究了肠道菌群是否促进AKI病变。他们诱导接受或未接受来自正常小鼠的粪便移植的无菌小鼠发生AKI损伤。相比于正常的B6小鼠,I/R损伤在无菌的B6小鼠更加严重。令人关注的是,接受来自正常小鼠的粪便移植可缓解无菌B6小鼠的肾脏病变。这些结果表明I/R损伤可导致肠道菌群发生变化,而且正常小鼠的肠道菌群可能会产生保护肾脏的分子。相关研究结果近期发表在JCI Insight期刊上。

接下来,为了鉴定出肠道菌群产生的保护肾脏免受I/R损伤的分子,这些研究人员分析了多种手性氨基酸:L型氨基酸和D型氨基酸,其中人体所需的20种必须氨基酸都是L型氨基酸。尽管在小鼠粪便中检测到多种D型氨基酸,但是仅D-丝氨酸在肾脏中检测到。这一结果表明由AKI小鼠的肠道菌群产生的D-丝氨酸通过血液循环运送到肾脏中。再者,鉴于D-丝氨酸并未在无菌小鼠的粪便中检测到,这表明肠道菌群对AKI损伤作出反应,从而产生D-丝氨酸。此外,在遭受I/R损伤后,肾脏中D-丝氨酸代谢酶的浓度增加了。因此,除了在遭受I/R损伤后肠道菌群产生的D-丝氨酸外,由于肾脏中D-丝氨酸产生的增加,肾脏中的D-丝氨酸浓度增加了。

【8】Science子刊:一种肠道细菌可逆转胰岛素抵抗性,有望具有强大的抗衰老作用

doi:10.1126/scitranslmed.aat4271

胰岛素抵抗性(insulin resistance)指的是身体高效地利用食物提供能量的能力逐渐受到削弱。最为人所知的是,它是患者患上2型糖尿病需要经历的一个中间阶段。不过胰岛素抵抗性也与一系列不好的疾病---从肥胖和炎症到随着年龄增长而出现的免疫力下降和虚弱(frailty)---有关。如果能够找到一种减缓或逆转胰岛素抵抗性的方法,那么它除了保护全世界6.5亿肥胖成年人中的一些人不患上2型糖尿病之外,可能还具有广泛而强大的抗衰老作用。

栖息在肠道中的细菌Akkermansia muciniphila(A. muciniphila)是2004年首次被发现的,被认为占成人肠道细菌的1%~5%。科学家们猜测它有助于保护我们的肠道壁上的粘液层。它也可能起着让我们在植物性食物中摄取的多酚更容易被我们的细胞利用的作用。

【9】Nature Protocols and Nature:科学家阐明肠道菌群和糖尿病发生之间的关联

doi:10.1038/s41596-018-0064-z   doi:10.1038/nature18646

-近日,一项刊登在国际杂志Nature Protocols上的研究报告中,来自厄勒布尔大学等机构的科学家们通过研究花费了10多年开发了一种新方法,该方法能研究肠道菌群代谢如何影响机体的健康;这种方法能用于代谢组学研究,即通过化学分析的方法来解析细胞代谢中数千种分子的详细信息。

2016年发表在Nature杂志上的一篇研究报告中,研究人员就利用这种方法阐明了肠道菌群代谢和糖尿病发生之间的关联;在这种新方法的帮助下,研究人员就能对来自一份血液样本中的的2000种代谢产物进行分析,代谢产物是一种在机体代谢过程中形成的微型分子,包括氨基酸、脂质和糖类分子等。

研究者Tuulia Hyotylainen教授说道,收集数据是进行分析的重要一步,但却并不总是像实际数据分析那样需要那么多时间,而且收集到的大量数据还需要与生物学和医学问题联系起来。这项研究中,研究人员就对其工作方法进行了详细描述,通常情况下,一篇科学论文的方法部分很难被其它研究人员所复制,特别是在具有大量数据的复杂研究中。科学方法和研究结果同样重要,因此利用可靠的方法来得到高质量的数据也是非常重要的。

【10】Nature:重大发现!肠道菌群或能控制机体的运动方式

doi:10.1038/s41586-018-0634-9

近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自加州理工学院的科学家们通过研究对“跟着直觉走”的含义进行了新的诠释,文章中,研究者发现,肠道菌群能够控制果蝇的运动,同时他们还鉴别出了参与整个过程的特殊神经元,相关研究结果或能阐明机体肠道和大脑之间的关联,尤其是能够阐明肠道菌群影响机体行为(包括运动)的分子机制。

研究者Sarkis K. Mazmanian教授表示,我们观察到不携带细菌的无菌果蝇常常会异常活跃,相比携带正常水平微生物的果蝇而言,这些果蝇会走得更快,更远,而且休息的时间也更短;文章中,研究人员调查了肠道菌群影响果蝇行为的通路;运动对于机体的一系列活动都非常重要,比如交配、寻找食物等,研究结果表明,肠道菌群或许对于动物机体的基础行为非常重要。(生物谷Bioon.com)

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