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2019年度巨献:肠道微生物组研究领域重要成果解读!

来源:本站原创 2019-12-27 21:53

时光总是匆匆易逝,转眼间,2019年就要结束了,在即将过去的一年里,科学家们在肠道微生物组研究领域取得了哪些重要的研究成果呢?本文中,小编对相关重要的研究成果进行整理,分享给大家!

图片来源:6xc.com.au

【1】Nat Biotechnol:突破!科学家在人类肠道微生物组中鉴别出100多种新型肠道菌群!

doi:10.1038/s41587-018-0009-7

近日,一项刊登在国际杂志Nature Biotechnology上的研究报告中,来自英国桑格研究院等机构的科学家们通过对肠道微生物组研究,从健康人群的肠道中分离出了100多个全新的细菌类型,这是迄今为止研究人员对人类肠道菌群进行的最全面的收集研究,相关研究结果获奖帮助研究人员调查肠道微生物组在人类机体健康及疾病发生过程中所扮演的关键角色。

本文研究结果能帮助研究人员快速准确地检测人类肠道中存在的细菌类型,同时还能帮助开发出治疗多种人类疾病的新型疗法,比如胃肠道疾病、感染和免疫疾病等。人类机体中细菌大约占到了2%的体重,肠道微生物组就是一个主要的细菌聚集位点,同时其对人类健康非常重要。肠道微生物组的失衡会诱发诸如炎性肠病等多种疾病的发生,然而由于很多肠道菌群难以在实验室环境下生存,因此研究人员就无法对其进行更加直观地研究。

【2】Science:肠道微生物组可能是药物出现毒副作用的罪魁祸首

doi:10.1126/science.aat9931

药物本是用于治疗很多患者,但是一些患者遭受这些药物的毒副作用。在一项新的研究中,来自美国耶鲁大学的研究人员给出了一种令人吃惊的解释---肠道微生物组(gut microbiome)。他们描述了肠道中的细菌如何能够将三种药物转化为有害的化合物,相关研究结果发表在Science期刊上。

研究者表示,如果我们能够了解肠道微生物组对药物代谢的贡献,那么我们能够决定给患者提供哪些药物,或者甚至改变肠道微生物组,这样患者具有更好的反应。在这项新的研究中,研究人员研究了一种抗病毒药物,它的分解产物可引起严重的毒副反应,并确定了肠道细菌如何将这种药物转化为有害的化合物。他们随后将这种药物给予携带着经基因改造后缺乏这种药物转化能力的细菌的小鼠,并测量了这种毒性化合物的水平。利用这些数据,他们开发出一种数学模型,并成功地预测了肠道细菌在对第二种抗病毒药物和氯哌嗪(一种抵抗癫痫和焦虑的药物)进行代谢中的作用。

【3】Nat Med:肠道微生物组的改变或与结直肠癌发生密切相关

doi:10.1038/s41591-019-0458-7

肠道中“居住”着很多不同的微生物群落,即肠道微生物组,其与人类健康和疾病息息相关,近来有研究表明,评估粪便样本中的遗传改变或能准确反映肠道微生物组的状况,或有望帮助诊断人类多种疾病。近日,一项刊登在国际杂志Nature Medicine上的研究报告中,来自大阪大学的科学家们通过研究发现,肠道中特殊微生物组有机体水平的增加或与结直肠癌相关的恶性肿瘤发生相关,比如粘膜内癌和息肉样腺瘤,研究结果表明,这些特殊的标志物或能帮助研究者从健康样本中有效区分出结直肠癌患者的样本。

研究者Shinichi Yachida说道,从根本上来讲,结直肠癌并不仅仅是一种遗传性疾病,而是一种微生物性疾病,在结直肠癌发生早期戒断或会出现肠道微生物组的改变,这或许就能提供关键的疾病诊断和成因线索。结直肠癌是全球第三大流行的癌症,也是一种相对进展较慢的癌症类型,这也就意味着,患者往往需要很长时间才能够进展到晚期致死性的状态;因此及早诊断对于确保患者能够接受有效的治疗非常重要。

【4】首次!科学家们开发出能重塑不健康肠道微生物组抵御多种疾病的特殊分子!

新闻阅读:Remodeling unhealthful gut microbiomes to fight disease

人如其食,你肠道中的微生物组或许也是如此,饮食会影响肠道中的微生物,而且有研究表明,有害肠道微生物组的改变会引发多种疾病,比如心脏病、肥胖和癌症等;近日在举办的2019年美国化学学会全国会议上,来自斯克里普斯研究所的科学家们将会公布其最新研究成果,研究人员表示,他们开发出了一种特殊分子,其能够将不健康的肠道微生物组改变或重塑成为健康的肠道微生物组,相关研究有望应用于与饮食相关的其它情况。

研究者M. Reza Ghadiri博士指出,肠道微生物组包含成百上千种不同的细菌,如果我们摄入了健康的饮食,并且进行锻炼的话,我们机体的肠道微生物组并不会出现功能异常;但这并不是所有人的生活方式,目前能够改善肠道微生物组的方法包括益生菌、益生元或药物疗法等,而研究者的目的则是采用一种全新的方法来重塑微生物组。

图片来源:The Conversation

【5】JCI insight:胎儿中竟然存在肠道微生物?

doi:10.1172/jci.insight.127806

近日,在人类和小鼠上进行的一项研究表明,早在胚胎时期,胎儿体内已经具有自己的肠道微生物群落,并且对免疫系统和新陈代谢起着重要作用。研究人员还证实,胎儿体内的微生物组来自于母体。这些发现为怀孕期间进行干预以刺激胎儿微生物组的形成,从而帮助后代更好地发育免疫系统并抵抗早期感染提供了可能,该研究发表在最近的JCI Insight杂志上。

研究者表示,我们的研究提供证据表明复杂的微生物组可以从母亲向胎儿传播。与其他仅依赖于下一代DNA测序的研究不同,我们通过显微镜和培养技术验证了测序结果,从而解决了关于胎儿中是否有微生物组存在的长达数十年的争议。现在,我们可以寻求方法来促进胎儿免疫系统的发展通过刺激母亲的微生物组来进行新陈代谢。我们的研究结果表明,通过早期干预来预防未来的疾病是可行的。

【6】Nature:分娩方式不同竟会影响婴儿肠道微生物组成!

doi:10.1038/s41586-019-1560-1

你们知道吗,不同的分娩方式还会影响婴儿的肠道微生物组成!在最近一期发表在Nature杂志上的文章中,来自Wellcome Sanger研究所,UCL等机构的科学家们发现,相比阴道出生的婴儿能够从母亲那里得到大部分肠道细菌,通过剖腹产出生的婴儿却无法得到这种“馈赠”。

虽然婴儿肠道细菌的确切作用目前尚不清楚,这些肠道细菌构成的差异是否会对以后的健康产生影响也并不明确。但这一发现为关注新生儿健康的人群提供了新的视角。研究人员发现,阴道分娩和剖腹产婴儿的肠道细菌间的差异在1岁时基本消失,然而,还需要进行大量的随访研究以确定早期细菌构成差异是否会影响发育后期的身体健康。

【7】Nature:意外!肠道微生物竟然决定药物是否有效!

doi:10.1038/s41586-019-1291-3

有没有想过为什么一种对别人有效的药物对你似乎没有效果?你可能想要检查一下你的肠道来寻找答案。研究人员已经找到了加工150多种药物的肠道细菌,他们还发现了赋予这种细菌这种能力的基因。来自耶鲁大学的研究小组表示,这一发现强调了肠道细菌在人们对药物的反应中所起的作用。

研究者表示,我们有可能利用基因或细菌种类来预测个人肠道菌群代谢某种药物的能力,这项工作是识别生物标志物的第一步,它可以帮助医生开出对个体病人来说最安全、最有效的药物。在这项新的研究中,研究人员调查了271种药物是否以及如何被76种肠道细菌进行代谢。研究结果显示,近三分之二的药物被至少一种细菌代谢。研究人员随后确定了许多使细菌代谢药物的基因。

【8】Circulation:吸烟会改变肠道菌群 戒烟也会改变肠道菌群 到底吸烟还是戒烟?

doi:10.1161/circ.140.suppl_1.9944

近日,一项刊登在国际杂志Circulation上的研究报告中,来自美国心脏协会的科学家们通过研究发现,戒烟或会引起机体肠道菌群发生重大改变,同时研究者揭示了肠道菌群与机体心血管健康之间的关联。

此前研究结果表明,吸烟会降低机体肠道中有益菌群的多样性,这项研究中,研究人员对26名尝试戒烟的人群进行研究,在研究开始、两周后和12周后分别对参与者的粪便样本进行分析;研究者Marcus Sublette表示,戒烟或会改变机体肠道菌群,如今我们已经知晓,吸烟会改变肠道微生物组,而本文研究中,研究者则发现,戒烟也会继续改变肠道微生物组,那么这到底是好还是坏呢?

图片来源:thinkingnutrition.com.au

【9】Cell:新发现!肠道菌群或有望帮助抑制甚至治疗人类轮状病毒感染!

doi:10.1016/j.cell.2019.09.028

近日,来自乔治亚州立大学的科学家们通过研究发现,消化道中特殊微生物菌群的存在或能帮助抑制并治疗轮状病毒的感染,轮状病毒是一种引发儿童严重致死性腹泻的主要病原体,相关研究发表在了国际杂志Cell上。文章中研究人员解释了轮状病毒引发某些人群严重致死性疾病的分子机制,相关研究结果或有望帮助开发轮状病毒感染的治疗和预防性策略。

除了补充液体避免患者脱水外,目前并没有针对轮状病毒感染的有效治疗手段,轮状病毒是一种高度传染性病毒,其会引发严重的腹泻、呕吐、发烧、腹痛甚至死亡;轮状病毒感染的发生通常是因为直接接触了患者或暴露于患者的粪便,婴幼儿是轮状病毒的易感人群,感染会引发患者出现严重的脱水症状,严重者甚至会发生死亡,据美国CDC数据显示,在5岁及以上的幼儿中,轮状病毒会引发大约21.5万幼儿死亡。

【10】Science:揭示肠道菌群参与肠道昼夜节律的设定

doi:10.1126/science.aaw3134

在一项新的研究中,来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现小鼠小肠中的微生物参与肠道昼夜节律(circadian rhythm)的设定,相关研究结果发表在Science期刊上。

大多数人(和其他哺乳动物)都存在昼夜节律---控制进食和睡眠等过程的代谢时钟。最常见的昼夜节律周期是控制睡眠的周期,不过科学家们已发现,存在着多种控制着不同生物系统的昼夜节律。过去的研究已表明如果其中的一种昼夜节律变得不正常,人们可能会遇到健康问题。比如,改变工作时间的轮班工人更容易增重、患高血压糖尿病。昼夜节律的运作方式仍是一个谜,因此,在这项新的研究中,这些研究人员猜测肠道生物群落(gut biome)是否可能参与调节肠道中的生物钟,因而可能间接地参与了体重增加。

【11】Nature:重磅!科学家揭开人类机体无法培养的肠道菌群的奥秘!

doi:10.1038/s41586-019-1058-x

近日,一项刊登在国际杂志Nature上的研究报告中,来自劳伦斯伯克利国家实验室等机构的科学家们通过对3810个公开的人类肠道宏基因组进行计算重建,展示了大约6.1万个微生物基因组,这些宏基因组是微生物组样本中存在的所有遗传物质的集合,宏基因组组装的基因组(MAGs)包括2508种此前未知的物种,从而使得已知的人类肠道细菌种类达到了4558种,并使得已经测序的肠道菌群的系统发育多样性增加了50%。

本文研究结果或能帮助回答多个问题,比如为何特定的微生物菌群无法在实验室中进行培养,此前科学家们利用宏基因组和单细胞基因组研究解析了环境样本中无法培养的微生物的特殊代谢能力,很多环境微生物很难被研究,研究者也并不确定是否这些未经培养的微生物真的是无法培养的,相比之下,科学家们对人类肠道进行了大量研究,同时也进行了大规模的培养工作,这就表明,人类肠道中许多野生的未经培养的菌群很难用当前的方法进行培养。

【12】Cell Rep:中国科学家新发现!肠道菌群或能帮助人类抵御寒冷!

doi:10.1016/j.celrep.2019.02.015

肠道微生物组对人类和动物机体健康有着多样的影响,近日,一项刊登在国际杂志Cell Reports上的研究报告中,来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的科学家们通过研究揭示了肠道菌群在机体温度调节(thermoregulation)中扮演的关键角色,温度调节时动物对寒冷环境做出的反应。

目前研究人员已经证明,在寒冷暴露中,动物能够通过激活棕色脂肪组织(BAT)来产生热量,同时通过促进白色脂肪组织“褐变”的方式来维持体温;为了能够分析肠道菌群在激活BAT过程中发挥的功能,研究人员利用不同的抗生素清除掉了动物机体中的肠道菌群,随后他们发现,缺少肠道菌群的动物会出现机体温度调节功能的损伤。(生物谷Bioon.com)

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