2016照亮腸道微生物的十大重磅研究

2016，照亮腸道微生物的十大重磅研究過去的一年里，有點夸張的說，幾乎每周都有腸道微生物的重磅研究刊登在各個頂級期刊上，但是，就像老編輯BioTalker同志曾經(jīng)在文章里說的，腸道微生物與疾病相關(guān)性的研究非常多，但是鮮有研究能說由背后的原因。這就意味著，科學(xué)家知道腸道微生物與健康有關(guān)，但是存在什么樣的因果關(guān)系，目前還不清楚。但即使如此，每當(dāng)我們看到一個充滿了“進(jìn)步意義”的研究時，我們都會為這可能只是一點“微小的改變”而感到高興。帶著這樣的心情，小編為大家盤點了過去一年里，腸道微生物領(lǐng)域發(fā)生的那些“你可能注意到也可能沒注意到的”十大研究。1、一項會改變剖宮產(chǎn)認(rèn)識和剖宮產(chǎn)流程的研究自1985年以來，國際醫(yī)療界一直認(rèn)為“理想的”剖宮產(chǎn)率是10%至15%o為什么要控制剖宮產(chǎn)的比例呢？因為已經(jīng)有不少研究證明，通過剖宮產(chǎn)降生的寶寶日后患肥胖、免疫力低下、哮喘等疾病的風(fēng)險要高于經(jīng)產(chǎn)道生產(chǎn)的嬰兒，而這些疾病在很大程度上是跟腸道微生物有一定關(guān)聯(lián)的。所以怎么用“微生物的辦法”來解決這個問題呢？在2月1日，《自然醫(yī)學(xué)》雜志上刊登了Dominguez-Bello的研究成果：對于剖宮產(chǎn)嬰兒，如果在產(chǎn)后立即用媽媽陰道的微生物擦洗嘴部、臉部和身體，就可以部分恢復(fù)腸道微生物菌群。對于接受這種擦洗的4個嬰兒，他們的腸道微生物在30天的時間內(nèi)發(fā)生了變化，由現(xiàn)了媽媽的陰道菌群。用媽媽陰道的微生物擦洗小嬰兒的嘴部、臉部和身體雖然這個實驗只有4個觀察對象和30天的觀察期，但是的確是為研究人員“開了腦洞”，Dominguez-Bello在這個試驗后也還在繼續(xù)，她正在跟蹤另外75個受試者，希望用1年的時間得到更確切的答案。另外，她還有一個更長遠(yuǎn)的計劃，希望能招募1200個受試者，觀察3-5年的時間，探索她們的處理方法對受試者過敏和哮喘發(fā)病率的影響。如果Dominguez-Bello的研究成果奏效，這必將成為一個改寫人類生殖史的技術(shù)。2、腸道寄生蟲居然能治?。浚≡诮衲甑?月份，紐約大學(xué)朗格尼醫(yī)學(xué)中心(NYULangoneMedicalCenter)的研究人員在頂級期刊《科學(xué)》上刊登了讓人震驚的研究成果一一腸道中的寄生蟲可以改變腸道菌群平衡，或可預(yù)防腸胃疾?。∵@種寄生蟲叫做Trichurismuris，在給小鼠喂食了寄生蟲之后，發(fā)現(xiàn)炎癥性腸病(舊D)小鼠體內(nèi)發(fā)生了三種變化：第一，舊D常見的腸道細(xì)胞異?，F(xiàn)象消失了；第二，兩種炎癥指標(biāo)水平下降了；第三，舊D小鼠腸道微生物菌群發(fā)生了變化，Bacteroides菌群的數(shù)量驟降，Clostridiales的數(shù)量上升，而在吉隆坡居民中做的調(diào)研也證實了腸道寄生蟲會改變腸道菌群，這倒是意外的為人類的腸道健康做了貢獻(xiàn)。一種腸道寄生蟲為什么會發(fā)生這些變化？寄生蟲與“炎癥B菌”和“健康菌”之間到底發(fā)生了什么？是不是還有其他對人體有益的寄生蟲？這些問題目前還不清楚，這種現(xiàn)象背后的機(jī)理，還有待未來進(jìn)一步的研究。3、一個“老套”但又很重要的研究：個人的生活方式對腸道菌群會產(chǎn)生巨大影響格羅寧根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的研究人員通過一項大規(guī)模的研究揭示了食物和藥物對人體腸道微生物的影響。研究人員收集了參與“生命線(Lifelines)計劃”的1100多名志愿者的糞便樣本和飲食、用藥以及健康狀況等信息，“生命線計劃”是針對荷蘭北部16.5萬居民的健康狀況所開展的一項監(jiān)測計劃。研究人員對糞便樣本進(jìn)行了DNA分析，結(jié)合收集到的其他信息，發(fā)現(xiàn)飲食對腸道菌群會產(chǎn)生影響，比如喝咖啡及葡萄酒會增加腸道菌群的多樣性，而全脂牛奶和高熱量的飲食則會降低菌群的多樣性。啊?炸雞薯條?啊?罪惡的根源?在研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)了60種飲食因素和至少19種藥物會對腸道微生物產(chǎn)生影響，比如抗生素和二甲雙服都會使腸道微生物多樣性減少。研究的通訊作者Wijmenga呼吁大家，除了基因等不可改變的因素之外，我們應(yīng)該對飲食習(xí)慣和藥物服用習(xí)慣等進(jìn)行調(diào)整，保護(hù)我們腸道微生物的多樣性。文章檢索：Population-basedmetagenomicsanalysisrevealsmarkersforgutmicrobiomecompositionanddiversity4、腸道微生物竟然是控制我們胖瘦的“幕后黑手”！6月，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在《自然》雜志上發(fā)表研究，幾近完美地解釋了「腸道菌群究竟是如何引起肥胖的？」這一困擾學(xué)界多年的問題。近十年來的研究證明，短鏈脂肪酸作為腸道微生物的一種代謝產(chǎn)物，可能是肥胖的罪魁禍?zhǔn)?。在這些研究的基礎(chǔ)上，耶魯大學(xué)的GeraldIShulman教授對短鏈脂肪酸展開了研究，最終發(fā)現(xiàn)醋酸鹽(acetate)是導(dǎo)致肥胖的關(guān)鍵所在。通過在小鼠體內(nèi)的探索，研究人員最終梳理由了腸道微生物失衡引起肥胖的全過程。高熱量食物在進(jìn)入腸道后，在微生物的發(fā)醉作用下，產(chǎn)生大量的醋酸鹽，被腸道吸收，隨血液循環(huán)穿過血腦屏障，進(jìn)入大腦，激活副交感神經(jīng)系統(tǒng)。副交感神經(jīng)會給胰島發(fā)生分泌胰島素的指令，于是B細(xì)胞開始大量分泌胰島素，細(xì)胞啟動儲存能量的程序；同時，它還會給胃發(fā)由釋放饑餓激素(ghrelin)的指令，饑餓激素大量產(chǎn)生，饑餓感隨之而來。長此以往，腸道微生物失衡的小鼠會食量越來越大，慢慢變得肥胖，還會由現(xiàn)胰島素抵抗這種前兆糖尿病現(xiàn)象。腸道微生物失衡引起肥胖的過程5、僅靠一種腸道微生物就能逆轉(zhuǎn)自閉癥患者的癥狀？美國貝勒醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，缺乏一種特定的腸道微生物會導(dǎo)致小鼠社交能力不足，這些社交能力不足正是人類自閉癥譜系障礙(autismspectrumdisorder,ASD)的癥狀。通過將這種微生物添加到受影響的小鼠腸道中，研究人員逆轉(zhuǎn)了這些小鼠的社交行為問題。利用全基因組測序，研究人員發(fā)現(xiàn)，這種微生物是羅伊氏乳桿菌(Lactobacillusreuteri),有趣的是，研究人員發(fā)現(xiàn)羅伊氏乳桿菌也促進(jìn)“融合激素”催產(chǎn)素(oxytocin)的產(chǎn)生，而過去的研究已經(jīng)證明催產(chǎn)素在社交行為中發(fā)揮著關(guān)鍵性作用，而且與人類自閉癥相關(guān)聯(lián)。這個研究如果在人類患者的身上也得到了驗證的話，那么也就為益生菌介入治療人類神經(jīng)發(fā)育障礙奠定了一定的基礎(chǔ)。文章檢索：MicrobialReconstitutionReversesMaternalDiet-InducedSocialandSynapticDeficitsinOffspring6、焦慮？抑郁？還是腸道微生物在搗鬼在2016年的美國微生物學(xué)會微生物年會上，美國東北大學(xué)的微生物學(xué)家公布了一個驚人的消息：人體內(nèi)一種腸道微生物KLE1738有個“變態(tài)”的飲食習(xí)慣，它們必須要以食用幫助我們緩解焦慮和抑郁的物質(zhì)GABA(丫-氨基丁酸)為生！GABA是我們中樞神經(jīng)系統(tǒng)重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，大約40%以上的中樞神經(jīng)突觸用GABA傳遞信號，當(dāng)GABA的水平降低時，人就會感到焦慮、抑郁和疲倦。KLE1738KLE1738在過去的研究中一直處于“隱身狀態(tài)”，在實驗室培養(yǎng)不由來，所以研究人員一直沒能“抓住它”。而這次研究的領(lǐng)導(dǎo)者PhilipStrandwitz因為在海洋微生物中發(fā)現(xiàn)過微生物的“共生行為”，他就把這個靈感帶到了腸道微生物中，也就“恰好”發(fā)現(xiàn)了KLE1738的生長需要BacteroidesfragilisKLE1758的幫助，進(jìn)而在培養(yǎng)液成分的試驗中發(fā)現(xiàn)了原來KLE1738必須以GABA為食才能生長。對于這一發(fā)現(xiàn)，許多研究人員認(rèn)為，這或許有助于解釋為何腸道微生物似乎會影響心情，以及引起一系列神經(jīng)性疾病。奇點糕也在想，即使微生物治療不能從根本上治愈精神疾病，但Strandwitz的研究成果也是相當(dāng)有價值的，因為這種方法極有可能大幅改善患者的生活質(zhì)量。7、腸道病原菌借著修復(fù)組織的免疫反應(yīng)的“東風(fēng)”茁壯成長在9月16日的《科學(xué)》雜志中，加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員指由了病原體是如何改變腸道中的無氧環(huán)境，以利于自己增殖的。腸道致病菌會損傷腸壁，而免疫系統(tǒng)為了修復(fù)損傷，會加速上皮細(xì)胞的分裂，這些新的不成熟的細(xì)胞含有較多的氧氣，使得腸道內(nèi)的含氧量增加，這就讓病原體“鉆了空子”，大量繁殖。大家最熟悉的厭氧菌大腸桿菌研究的通訊作者AndreasB?umler認(rèn)為這個研究是非常重要的，因為它解釋了腸道致病菌是如何得到“活下去所需要的”氧氣的，而且也為防止有害細(xì)菌在腸道內(nèi)“泛濫”提供了一個新的靶點。文章檢索：VirulencefactorsenhanceCitrobacterrodentiumexpansionthroughaerobicrespiration8、低膳食纖維的飲食習(xí)慣，會導(dǎo)致有益腸道微生物「變節(jié)」，損傷腸道黏膜大量的研究已經(jīng)表明，每天攝取一定量（100克以上）的膳食纖維是有助于身體健康的。不過可能大家都覺得不吃也不會有什么大問題，畢竟它還是沒有肉好吃嘛。但是！這個研究就告訴我們，事情可沒那么簡單，你不吃膳食纖維，那你的腸道微生物就要“吃你”了！研究人員將14種無害或者是有益的腸道微生物移植給無菌小鼠，然后用我們熟悉的“控制變量法”，將膳食纖維含量不同的食物喂給小鼠，同時還用有害的病原菌去感染小鼠，最后觀察不同的飲食條件下，小鼠腸道黏膜的損傷程度。結(jié)果呢，那些食物中谷物和蔬菜等膳食纖維含量為15%的小鼠，腸道黏膜很厚實；而不含膳食纖維（哪怕僅僅只有幾頓飯）的小鼠腸道黏膜很薄，且殘缺不全，與此同時，這一組小鼠腸道中能降解腸道黏膜的有益微生物數(shù)量激增，直接導(dǎo)致腸道黏膜千瘡百孔。不僅如此，如果偷懶想用可溶性膳食纖維補(bǔ)充劑來彌補(bǔ)的話，也是沒有用的，腸道微生物們根本“不認(rèn)這一套"，所以大家還是好好吃點含有膳食纖維的蔬菜水果吧。9、腸道微生物竟然是帕金森病背后隱藏了200年的“致病幽靈”月21日，加州理工學(xué)院的SarkisMazmanian教授在國際頂級期刊《細(xì)胞》雜志上發(fā)表了文章，闡述了腸道微生物與帕金森病的聯(lián)系。研究人員通過三個實驗證明了，腸道中特定種類微生物的分泌物會與a-突觸核蛋白（aSyn）“攜手”導(dǎo)致帕金森病病發(fā)。研究人員在試驗中發(fā)現(xiàn)健康人與帕金森患者的腸道微生物中，有十幾個屬存在差異，他們接下來的研究內(nèi)容之一就是準(zhǔn)確地鑒定由是哪種或者哪幾種微生物在起著作用，以便將它們變成治療的“靶點”。10、腸道微生物分泌蛋白可以提高胰島素水平在剛剛過去的12月，俄勒岡大學(xué)的著名生物學(xué)家KarenGuillemin教授帶領(lǐng)她的團(tuán)隊在《eLife?雜志上發(fā)表了一個重要的成果：唯一能夠分泌胰島素的B細(xì)胞的生長分裂可能是由腸道微生物控制的！他們以斑馬魚為實驗對象，首先通過比較腸道有菌的斑馬魚和無菌斑馬魚胰島B細(xì)胞的情況和“血糖水平”鞏固了“前人”的研究確認(rèn)腸道微生物與糖尿病之間的確存在關(guān)系。接下來，他們又通過逐一的實驗發(fā)現(xiàn)了三種氣單胞菌屬(Aeromonas)細(xì)菌和一種希瓦氏菌屬(Shewanella)細(xì)菌可以讓無菌斑馬魚的B細(xì)胞恢復(fù)到正常斑馬魚