《基因研究揭示了肠道细菌是如何使我们保持健康的》

  • 来源专题:动植物疫病
  • 编译者: 王成卓
  • 发布时间:2019-05-10
  • 由格拉斯哥大学(University of Glasgow)领导的一个国际科学家团队宣布,在我们对肠道细菌如何提供积极健康益处的理解方面取得了新的进展。今天发表在《自然化学生物学》(Nature Chemical Biology)杂志上的这一突破性发现,为我们提供了证据,证明我们有可能设计出一种药物,以一种可能用于治疗II型糖尿病等疾病的方式,提供这些积极的健康益处。

    众所周知,肠道中的细菌对健康有益,然而肠道细菌的作用机制还不清楚。科学家认为一种可能性是肠道细菌通过发酵食物中的淀粉,如燕麦和豆类产生一种叫做短链脂肪酸(SCFAs)的化合物。这些SCFAs一旦产生,就会激活我们身体中特定的受体蛋白,而这些受体一旦被激活,就会带来健康益处。该大学分子细胞与系统生物学研究所的分子药理学教授安德鲁·托宾说:“通过一种巧妙的基因手段,我们已经能够首先确定,我们血液和脂肪中的葡萄糖水平可以由肠道细菌控制。我们相信激活这种受体蛋白的药物可以模仿肠道细菌的积极健康益处。这是我们在理解我们的身体如何对食物做出反应,以及我们肠道中的细菌如何提供健康益处方面取得的重大进展。我们的研究不仅增进了我们对肠道微生物群如何在健康和福祉方面发挥作用的基本理解,而且为设计能够模仿肠道微生物群的健康益处的药物提供了框架。”《化学遗传学定义短链游离脂肪酸受体介导的功能》发表在《自然化学生物学》杂志上。这项工作由生物技术和生物科学研究理事会(BBSRC)和医学研究理事会(MRC)资助。

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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-22
    • 2024年1月18日,约翰·霍普金斯大学万逢义团队在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为Complement in breast milk modifies offspring gut microbiota to promote infant health 的研究论文。 临床和实验数据已经有力地证明,母乳喂养可以有效地保护新生儿,因为母乳不仅提供高质量的营养,而且通过转移免疫细胞和保护性分子(包括抗体、细胞因子、抗菌肽和乳铁蛋白等),提供了一定程度的被动免疫。尽管母乳中的生物活性成分可以直接提供对特定病原微生物的防护,但现在越来越清楚的是,母乳还通过影响婴儿快速演变的肠道微生物群的组成动态,对婴儿健康产生直接和间接影响。尽管母乳喂养对平衡婴儿肠道微生物群发展的影响已经确定,但母乳中的各种免疫细胞和分子的相对贡献仍有待确定。 该研究团队发现,母乳中缺乏补体成分的母鼠所哺育的小鼠幼仔的肠道微生物群会发生显著改变,这导致它们在受到天然鼠类肠道病原体——鼠柠檬酸杆菌(Citrobacter rodentium,CR)的感染时无法茁壮成长并死亡。值得注意的是,母乳中的补体具有通过C1依赖性、抗体非依赖性和膜攻击复合物(MAC)依赖的方式直接裂解特定革兰氏阳性共生细菌的活性,也就是说,母乳中的补体成分通过选择性杀死某些革兰氏阳性菌创造了的一种有益肠道微环境,能够在受到CR的感染时保护后代免受疾病和死亡。 母乳中的补体成分塑造了新生儿和婴儿肠道微生物组成,从而对环境病原体如CR具有保护作用。 总的来说,这项研究揭示了母乳中的补体成分通过塑造新生儿和婴儿的肠道微生物组成,从而发挥对环境病原体的防护作用,增加了我们对母乳促进新生儿和婴儿健康和抵御环境病原体的新机制的见解。
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    • 来源专题:生物安全网络监测与评估
    • 编译者:yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间:2019-10-10
    • 圣路易斯华盛顿大学医学院的一项新研究揭示了人类肠道微生物如何分解加工食品-特别是在现代食品制造过程中经常产生的潜在有害化学变化。 食用面包,谷类和汽水等加工食品会给健康带来负面影响,包括胰岛素抵抗和肥胖症。 10月9日,在《细胞宿主与微生物》杂志上发表了一篇文章,科学家发现了一种特定的人类肠道细菌菌株,该菌株可以分解果糖赖氨酸中的化学成分,并将其转变为无害的副产物。果糖赖氨酸属于一类称为美拉德反应产物的化学物质,在食品加工过程中形成。其中一些化学物质与有害健康影响有关。这些发现使人们有可能利用肠道微生物组的此类知识来帮助开发更健康,更有营养的加工食品。 这项研究是在无菌条件下饲养的小鼠中进行的,已知的是人类肠道微生物的集合,并饲喂含有加工食品成分的饮食。 罗伯特·J·格拉瑟博士(Dr. Robert J. Glaser Distinguished)医学博士杰弗里·戈登说:“这项研究使我们对现代饮食中的成分如何被肠道微生物代谢有了更深入的了解,包括可能对我们有害的成分的分解。”大学教授,爱迪生基因组科学与系统生物学家庭中心主任。 “我们现在有一种方法来识别这些人类肠道微生物,以及它们如何将有害的食用化学物质代谢为无害的副产物。” 人类肠道微生物群落将食物视为化学物质的集合。这些化合物中的一些对肠道中的微生物群落以及人类健康具有有益的影响。例如,戈登的过去研究表明,肠道微生物组在婴儿的早期发育中起着至关重要的作用,健康的肠道微生物有助于健康的生长,免疫功能以及骨骼和大脑的发育。但是现代食品加工会产生可能对健康有害的化学物质。这些化学物质与与糖尿病和心脏病有关的炎症有关。研究人员对了解人类肠道微生物与通常作为典型美国饮食一部分食用的化学物质之间的复杂相互作用感兴趣。 在这项新研究中,研究人员表明,一种名为肠小肠Collinsella intestinalis的细菌将果糖赖氨酸的化学成分分解为无害的成分。 Gordon实验室的博士后研究员第一作者Ashley R. Wolf,博士说:“果糖赖氨酸在加工食品中很常见,包括超巴氏杀菌的牛奶,面食,巧克力和谷物。”血液中大量果糖赖氨酸和类似化学物质与衰老疾病有关,例如糖尿病和动脉粥样硬化。” 当饲喂含有高含量的果糖赖氨酸的饮食时,在肠道微生物群落中带有肠球菌的小鼠表现出这种细菌的丰度增加,以及肠道微生物群落将果糖赖氨酸分解成无害副产物的能力增强。 戈登说:“这种特殊的细菌菌株在这种情况下会蓬勃发展。” “随着果糖赖氨酸含量的增加,果糖赖氨酸的代谢更加有效。” 他补充说:“从最初的研究中获得的新工具和知识可用于开发更健康,更有营养的食品,并设计潜在策略来识别和利用某些类型的肠道细菌,这些肠道细菌被证明可将潜在的有害化学物质加工成无害的化学物质。必然的结果是,它们可以帮助我们区分肠道微生物群落对食品加工过程中引入的某些产品的脆弱性或耐受性的消费者。” 戈登,沃尔夫及其同事强调了这项任务的复杂性,还表明肠柯林氏菌的近亲对果糖赖氨酸的反应不同。这些细菌表亲的基因组有些不同,它们在富含果糖赖氨酸的环境中无法生长。研究人员说,科学家们需要进一步的研究,才能鉴定和利用单个微生物的特定能力,以清除在某些类型的现代食品制造过程中产生的一系列潜在有害化学物质。 这项工作得到了美国国立卫生研究院(NIH)的支持,授权号为DK70977,DK078669和DK30292;美国糖尿病协会,授权号1-16-PDF-125; Damon Runyon癌症研究基金会,授权号DRG-2303-17;并由俄罗斯科学基金会拨款19-14-00305。 戈登是马塔图公司(Matatu Inc.)的联合创始人,该公司的特点是饮食中微生物群的相互作用在动物健康中的作用。 ——文章发布于10月9日