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【盘点】CNS杂志上那些重磅级的肠道微生物研究

肠道微生物即为生活在我们机体中的肠道菌群,这类特殊的微生物对机体营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的产生等方面都起到极其重要的作用。

近些年来,全世界的科学家在肠道微生物与人类疾病的研究上投入了大量人力物力,而且许多重磅级的研究成果都表明肠道微生物和多种疾病发病直接相关,比如癌症、肥胖、心血管疾病等;最新,刊登于Nature Medicine杂志上的一项研究中,来自威尔-康奈尔(Weill Cornell)医学院的研究人员通过研究表明,特定肠道菌或可利用机体免疫系统来减轻患者机体中风的严重性和破坏性。

本文中小编就整理了近期CNS三大杂志中和肠道微生物相关的重磅级研究,与大家一起学习。

【1】Science:华人科学家揭示肠道微生物不会感染人体自身的机制

来自爱丁堡大学MRC炎症研究中心的科学家们揭示出了,免疫系统阻止我们肠道中的细菌渗入血液中引起败血症一类全身性炎症的机制。并帮助解释了尽管在我们的肠道中自然存在大量的细菌,我们却不会遭受更多感染的原因。研究发现有可能会改善对危及生命的感染的治疗和预防。他们的论文发布在《科学》(Science)杂志上。

我们肠道中的细菌数量是我们体内细胞数量的10倍。它们通常对我们有益,帮助我们消化了食物,抵抗其他类型致病菌的感染。但如果这些细菌从肠道渗漏到血液中,它们可以在身体的其他部位引起感染,如果不加治疗会变得致命。它们的渗漏是由导致大量炎症反应的免疫系统故障所触发。这会损伤健康组织,可导致多器官功能衰竭。

由爱丁堡大学MRC炎症研究中心领导的科学家们,发现了一种帮助将细菌留在肠道中的机制。

【2】Cell:血栓也可传染?肠道微生物或是重要媒介

近日,来自美国克利夫兰的科学家们在国际学术期刊Cell上发表了一项最新研究进展,他们发现肠道微生物产生的代谢物TMAO能够影响血小板功能增加血栓形成风险。

血小板发挥正常功能对于血液凝固和保持循环系统的封闭性具有重要意义。但是如果血小板功能过强则可能导致心脏代谢疾病以及血栓风险增加。

在这项最新研究中,研究人员发现肠道微生物通过产生氧化三甲胺(TMAO)直接促进血小板的超敏性,增加血栓风险。人群分析表明血浆中TMAO的水平足以预测三年内的血栓风险(包括心脏衰竭,中风)。研究人员将血小板直接暴露于TMAO,发现这会导致细胞内储存钙离子的释放增加,进而增强刺激依赖性的血小板激活。

【3】Cell:母乳借助肠道细菌促进婴幼儿健康成长

生活在肠道中的细菌与食物成分相互作用,从而影响人们的健康和幸福。根据一项新的研究,来自美国华盛顿大学圣路易斯分校医学院的Jeffrey Gordon博士领导的一个研究团队发现母乳中的一类关键成分促进婴幼儿健康生长,以及肠道细菌之间如何相互作用促进这一过程。相关研究结果于2016年2月18日在线发表在Cell期刊上,论文标题为“Sialylated Milk Oligosaccharides Promote Microbiota-Dependent Growth in Models of Infant Undernutrition”。

儿童营养不良每年造成300多万人死亡,并且导致发育迟缓、免疫和认知发育缺陷。在非洲的马拉维,5岁以下的儿童几乎一半因营养不良而发育迟缓。在这项研究中,Gordon团队与马拉维当地的研究人员合作开展研究,获得了来自健康婴儿或发育迟缓婴儿母亲的少量母乳样品。他们发现与大脑发育相关联的唾液酸化糖(sialylated sugars)在健康婴儿的母乳中要比发育迟缓婴儿的母乳中更加充裕。

【4】Science:从小吃得不好?没关系,肠道有益细菌是关键

一项新的研究提示着有益细菌能够有助发挥不良饮食的最大功效。这一发现意味着操纵生活在肠道中的细菌有可能导致人们开发出一种治疗数百万慢性营养不良(chronic malnutrition)儿童的新方法。相关研究结果发表在2016年2月19日那期Science期刊上,论文标题为“Gut bacteria that prevent growth impairments transmitted by microbiota from malnourished children”。

鉴于在马拉维,营养不良是一个严重问题。研究人员收集来自马拉维婴儿和初学走路的孩子的肠道细菌,然后将它们植入小鼠体内开展研究。调整这些肠道微生物能够改善这些小鼠的生长,即便这些小鼠并没有吃得更多,或者更加营养,也是如此。

我们体内含有数万亿个细菌,这些可以根据需要人为加以调整的细菌集合被称作微生物组(microbiome)。微生物组在人出生时就开始在建立。这项最新的研究阐述了建立健康的微生物组是多么的重要。

 

【5】Nature:低纤维饮食或使后代机体肠道微生物群落多样性发生不可逆地耗竭

近日,一项刊登在国际著名杂志Nature上的研究论文中,来自斯坦福大学医学院的研究人员通过研究发现,工业化社会里低纤维饮食引发机体肠道细菌不可逆的耗竭或将遗传给后代,研究者利用小鼠进行研究,结果表明低纤维饮食不仅会降低哺乳动物机体中的复杂微生物生态系统,还会引发3代或4代人机体肠道中微生物生态多样性的不可逆缺失。

研究者Justin Sonnenburg说道,从20世纪中期开始,几乎无纤维的加工方便食品的增加使得工业化社会人群中的人均纤维消费量大约每天15克,这是狩猎和及农村农业人口摄入量的十分之一,而这些区域居住的条件和饮食摄入方式和我们祖先非常相似。通常情况下成千上万种不同的细菌栖息在健康机体的大肠中,没有这些细菌我们难以生存下去,其可以帮助机体抵御病原体入侵,增强免疫系统的功能来帮助机体维持健康状态。

【6】Cell:低温生活有助于减肥?-肠道微生物在作怪

如果仅仅调低身体的恒温状态几个星期就能够起到减肥的效果,听起来是不是很棒?研究者们最近发现这确实是一个可行的办法,起码在小鼠身上可以产生短期的效果。究其原因,也许是它们肠道内的细菌在作怪。

来自明尼苏达大学的肠胃病学家Alexander Khoruts称这项研究发现了新的微生物群落对宿主生理特征的影响。这样的研究也许最终会帮助我们找到微生物分泌的关键物质,从而帮助控制人们的体重。

肠道微生物是指寄生在宿主肠道内的细菌以及其他生命体。一系列研究已经表明肠道微生物参与了机体的多项生理活动,影响范围很大。为了进一步的了解,来自瑞士的 Geneva 大学的生理学家 Mirko Trajkovski 等人针对肠道微生物与代谢的关系进行了深入的研究。之前的研究告诉他们一旦肠道中某些微生物缺失后,机体在低温的环境中将不再能够保持体温。他因此认为肠道微生物与机体温度控制以及体重之间可能存在某些联系。

【7】Cell:靶向作用肠道微生物群落或可帮助治疗心脏疾病

最近,来自克利夫兰诊所的研究人员通过研究首次发现,靶向作用肠道微生物可以帮助抑制由富含红肉、鸡蛋及高脂肪乳制品而引发的心脏疾病;这项研究发现基于研究人员此前的研究结果,之前他们发现,氧化三甲胺(TMAO)—一种在动物脂肪消化过程中在肠道中产生的副产物,和动脉粥样硬化及心脏疾病的发生直接相关。

如今研究者在冷榨的特级初榨橄榄油和葡萄籽油中发现了一种名为DMB(3,3-二甲基-1-丁醇)的天然抑制剂可以帮助降低小鼠机体中TMAO级动脉粥样硬化的水平,该研究或为开发新型疗法来治疗心脏疾病提供了新的线索和希望。研究者Hazen表示,很多慢性疾病,比如动脉粥样硬化、肥胖及糖尿病等都和肠道微生物菌群相关,而且相关研究发现,我们可以通过靶向肠道微生物来有效抑制饮食诱导的心脏疾病的发生和进展。

【8】Cell:肠道微生物可诱导机体减肥以应对低温影响

暴露于低温下可以模仿运动的效应,从而保护机体抵御肥胖并且改善代谢健康,刊登于国际杂志Cell上的一篇研究报告中,来自日内瓦大学的科学家们发现,低温对机体的有益健康效益或许部分是通过肠道微生物介导的,低温会明显改变小鼠肠道中细菌的组成,而菌群的改变对于燃烧脂肪非常关键,同时还可以帮助改善葡萄糖代谢及减肥。

研究者Mirko Trajkovski教授表示,我们发现肠道微生物可以通过直接调节能量平衡来帮助我们机体适应环境,这对于我们开发新型方法来检测是否靶向作用某些类别的微生物就可以帮助抑制机体肥胖及相关的代谢综合征。肥胖中心的一种潜在的治疗途径就是促进机体棕色脂肪和灰棕色脂肪的形成,婴儿机体中含有较高水平的产热棕色脂肪来保护其抵御低温环境的影响,而近来科学家们也发现成年人机体中或许也会以灰棕色脂肪的形式来储存棕色脂肪,低温或者锻炼就会促进灰棕色脂肪的形成,从而燃烧机体储存的热量,保护哺乳动物抵御低温、肥胖以及代谢性障碍。

【9】Nature:糖尿病药物二甲双胍或可给肠道细菌带来正能量

当糖尿病患者利用二甲双胍治疗时,其机体的肠道细菌的组分和功能就会发生改变,在人类机体中有100万亿个细菌,其中大部分细菌都生存于机体肠道系统中,称之为肠道微生物群,我们利用传统的方法很难对其进行分离生长,因为有些细菌对氧气并不耐受;过去很多年里在大量基于基因技术和生物信息学技术的帮助下,科学家们已经可以非常容易地对肠道细菌的组分和功能进行分析了,而且肠道细菌可以产生许多不同类型的物质来以多种途径影响机体的生理功能和健康。

在疾病研究领域内,复杂肠道微生物群落的组分和功能的改变,即肠道微生物群落生态失调都是一个重点研究的领域,然而目前研究者在这一块的研究还非常薄弱,同时研究者们也并没有意识到日常摄入的药物对肠道菌群的潜在影响。基于上述原因,研究者就不可能确定哪种生态失衡和特殊疾病直接相关,同时他们也不知道如何采取治疗措施来治疗相关的疾病。

【10】Science新研究:肠道菌群互相竞争 保证肠道生态稳定

最近一项研究发现人类肠道中的菌群生态系统复杂多样,不同菌群之间的竞争关系帮助维持了肠道生态系统的稳定,这对于保持人类机体健康是必不可少的。来自英国牛津大学的科学家们在国际学术期刊Science上发表了相关研究结果,他们建立了数学模型用于研究人类肠道中成百上千种细菌如何能够成功共存。

在他们的研究中,研究人员证明不同种类细菌之间的协作关系会扰乱菌群生态系统的稳定,这与之前大众的推测恰好相反,而益生细菌之间的竞争关系反而会通过负反馈回路抵消菌群多样性造成的不稳定,从而使肠道生态系统保持稳定。

研究人员推测,人类可能通过许多种方式干预了肠道生态系统,扮演了"生态系统工程师"的角色,帮助维持了肠道系统的天然稳定性。

【11】Science:肠道微生物竟然影响癌症免疫治疗效果?!

检查点抑制剂是能够唤醒免疫系统抵抗肿瘤的新型药物,对癌症的治疗具有显著的疗效。然而一些临床结果表明该类药物对一部分病人并没有效果。最近两篇研究文章对此内在的机理进行了阐释。作者们认为这部分病人体内的微生物种群存在异常,因而不能正常地产生免疫反应。

这两项研究第一次将免疫检查点抑制剂与肠道的菌群联系起来。正常情况下,免疫细胞表面的一些受体能够限制其对自体组织进行杀伤。然而肿瘤组织同样能够激活这些受体,导致特异性的免疫细胞无法对其进行识别与杀伤。像ipilimumab等免疫检查点抑制剂则能够通过阻止肿瘤细胞对这些受体的激活而维持免疫细胞的活性。

这项新的研究能够改变医生用药的方式。“这两篇文章证明了微生物能够影响治疗效果”,来自NIH的过敏与传染病研究所的免疫学家Yasmine Belkaid说到。过去研究者们经常专注于寻找患者基因组中的的突变,并以此解释为何免疫检查点抑制剂药物治疗效果存在个体差异。而如今的这两篇研究指出除基因组之外,微生物可能也有同样的影响。

内容源:http://news./article/6680925.html

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