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如果从细胞层面上区分,一个人可不仅仅是“人类细胞的总和”。过去,科学家们预估人体微生物的细胞数量是人类细胞的10倍!***近,经过更详细的分析,这一比值才被确认接近1:1。但这一数字依然令人惊讶——这意味着在你面前的一个活生生的个体,细胞的一半不属于人类!
也正是因为人体内微生物数量众多,许多科学家们开始研究它们会如何影响人类的健康,大量研究层出不穷。今天,我们就看到了3篇***新研究在线发表。其中1篇论文发表在了***学术期刊《自然》上,另外2篇则发表于《自然》子刊Nature Medicine上。这篇文章里,药明康德内容团队也将为各位读者朋友们介绍这3篇研究的内容。
冰桶挑战?肠道菌群来帮忙
前几年,一个叫做“冰桶挑战”的活动风靡全球。这个活动的背后,其实是希望唤起人们对“渐冻症”这种罕见疾病的认识。科学家们指出,这是一种神经系统的疾病,患者的运动神经元会逐渐死亡。尽管他们的思维依旧清晰,但无法控制肌肉,***终就好像被冻僵一般无法行动。
在今日发表于《自然》杂志的一篇论文里,一支科研团队发现,渐冻症还与肠道菌群有关。研究中,他们首先给小鼠疾病模型喂食了大量抗生素,清除它们体内的微生物。结果发现,这些小鼠的症状发生恶化。同时,当这些小鼠在无菌环境中生长时(即体内不带有自身的肠道菌群),也会出现症状恶化,早早死亡。这些结果表明微生物组与这一疾病有关。
▲“渐冻症”小鼠的肠道菌群中有些菌株影响疾病的严重程度
计算机分析结果发现,相比正常的小鼠,这些作为疾病模型的小鼠体内,有11种微生物发生了明显的变化,而这些变化甚至出现在渐冻症的症状出现之前!这表明它们可能参与了疾病的进展。
随后,研究人员们挨个分析这些微生物菌株的影响。结果表明,一种叫做Akkermansia muciniphila的益生菌能显著延缓小鼠的疾病进展,延长它们的生命。背后的机理,则是由于这些微生物分泌的一种叫做烟酰胺(NAM)的分子。给小鼠直接输注NAM,也能起到同样的临床效果。
研究人员们总结说,这些研究为将来的人类应用找到了潜在的理论依据。也许在不久的将来,我们能找到延缓人类患者病情发展的方法。
肠道菌群还会影响妇科疾病?
很多人也许会以为,肠道菌群只会影响到自身所处的消化系统。但事实上,通过肠道菌群的代谢产物,人体中的许多部分都会受其影响。在今日在线发表于Nature Medicine的一项研究里,北京大学第三医院的乔杰院士、姜长涛研究员和庞艳莉副研究员联合团队发现,肠道菌群还会影响一种叫做多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome)的妇科疾病。
这一疾病虽然并不非常出名,影响人群却甚多。据估计,它大约会影响5%-10%的女性,也是美国导致不孕的***常见原因之一。罹患这一疾病的患者会出现雄激素水平升高,影响女性正常生理功能。过去的一些研究表明,这一疾病可能与代谢有关,但背后的原因尚不明确。
在这项研究中,科学家们想要知道,通过肠道菌群来影响代谢,是否会对该疾病产生积极的效果。研究表明,在患者群体中,一种叫做普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)的微生物水平有明显上升,患者相应出现特定胆汁酸水平的下降。
▲本研究的图示
后续的研究表明,这种微生物的确会影响到代谢情况。通过移植患者的粪便,或者引入普通拟杆菌,都会让小鼠出现胆汁酸代谢紊乱,影响到卵巢的功能,甚至让小鼠不育。
从机制上看,研究人员们指出,这些胆汁酸能促进IL-22的分泌,而后者能够改善多囊卵巢综合征的症状。与这个机制相符,在患者体内,IL-22的水平也的确更低。综合来看,这项研究揭示了肠道菌群与多囊卵巢综合征之间的联系,并表明通过调节胆汁酸代谢和增加IL-22水平,这一疾病有望得到控制和治疗。
肠道菌群移植可延长早衰小鼠寿命
在这篇Nature Medicine论文中,肠道菌群的作用看起来更为惊悚——延长早衰小鼠的寿命。
早衰症(progeria)是一种罕见的遗传疾病,关键在于一种叫做progerin的蛋白发生突变,导致它在细胞内不断积聚,影响细胞核的结构,***终使得患者出现一系列衰老症状。
来自西班牙的一支研究团队指出,肠道菌群和一系列疾病有关,包括了肥胖症,糖尿病,心血管疾病,甚至是癌症。但我们目前还不了解,它是否还和衰老有关。
为了回答这个问题,他们在2种不同的早衰症小鼠模型里寻找肠道微生物的变化,而结果则表明,3种细菌发生了变化——变形杆菌(Proteobacteria)和蓝细菌(Cyanobacteria)的水平有所上升,而疣微菌(Verrucomicrobia)的水平则有所下降。
有趣的是,科学家们在人类中找到了相一致的变化!在那些百岁老人里,疣微菌的水平明显上升,而变形杆菌的水平有所下降。
▲肠道菌群移植可以延长小鼠的寿命
更有趣的是,将正常健康小鼠的粪便移植入早衰小鼠的体内,会延长它们的寿命,这些小鼠也会活得更健康。具体来看,只要移植一种叫做Akkermansia muciniphila的细菌(还记得吗,我们在***篇《自然》杂志的研究解读中刚刚提到它的名字),就足以产生这样的效果。
综合来看,研究人员们指出,我们找到了肠道菌群和衰老相关疾病的关联。这也有望在将来带来潜在的抗衰老方案。