一文了解腸道微生物組研究領域重要成果解讀！

　　時光總是匆匆易逝，轉眼間，2019年就要結束了，在即將過去的一年里，科學家們在腸道微生物組研究領域取得了哪些重要的研究成果呢？本文中，小編對相關重要的研究成果進行整理，分享給大家！

　　圖片來源：6xc.com.au

　　【1】Nat Biotechnol：突破！科學家在人類腸道微生物組中鑒別出100多種新型腸道菌群！

　　doi：10.1038/s41587-018-0009-7

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature Biotechnology上的研究報告中，來自英國桑格研究院等機構的科學家們通過對腸道微生物組研究，從健康人群的腸道中分離出了100多個全新的細菌類型，這是迄今為止研究人員對人類腸道菌群進行的最全面的收集研究，相關研究結果獲獎幫助研究人員調查腸道微生物組在人類機體健康及疾病發生過程中所扮演的關鍵角色。

　　本文研究結果能幫助研究人員快速準確地檢測人類腸道中存在的細菌類型，同時還能幫助開發出治療多種人類疾病的新型療法，比如胃腸道疾病、感染和免疫疾病等。人類機體中細菌大約占到了2%的體重，腸道微生物組就是一個主要的細菌聚集位點，同時其對人類健康非常重要。腸道微生物組的失衡會誘發諸如炎性腸病等多種疾病的發生，然而由于很多腸道菌群難以在實驗室環境下生存，因此研究人員就無法對其進行更加直觀地研究。

　　【2】Science：腸道微生物組可能是藥物出現毒副作用的罪魁禍首

　　doi：10.1126/science.aat9931

　　藥物本是用于治療很多患者，但是一些患者遭受這些藥物的毒副作用。在一項新的研究中，來自美國耶魯大學的研究人員給出了一種令人吃驚的解釋---腸道微生物組（gut microbiome）。他們描述了腸道中的細菌如何能夠將三種藥物轉化為有害的化合物，相關研究結果發表在Science期刊上。

　　研究者表示，如果我們能夠了解腸道微生物組對藥物代謝的貢獻，那么我們能夠決定給患者提供哪些藥物，或者甚至改變腸道微生物組，這樣患者具有更好的反應。在這項新的研究中，研究人員研究了一種抗病毒藥物，它的分解產物可引起嚴重的毒副反應，并確定了腸道細菌如何將這種藥物轉化為有害的化合物。他們隨后將這種藥物給予攜帶著經基因改造后缺乏這種藥物轉化能力的細菌的小鼠，并測量了這種毒性化合物的水平。利用這些數據，他們開發出一種數學模型，并成功地預測了腸道細菌在對第二種抗病毒藥物和氯哌嗪（一種抵抗癲癇和焦慮的藥物）進行代謝中的作用。

　　【3】Nat Med：腸道微生物組的改變或與結直腸癌發生密切相關

　　doi：10.1038/s41591-019-0458-7

　　腸道中“居住”著很多不同的微生物群落，即腸道微生物組，其與人類健康和疾病息息相關，近來有研究表明，評估糞便樣本中的遺傳改變或能準確反映腸道微生物組的狀況，或有望幫助診斷人類多種疾病。近日，一項刊登在國際雜志Nature Medicine上的研究報告中，來自大阪大學的科學家們通過研究發現，腸道中特殊微生物組有機體水平的增加或與結直腸癌相關的惡性腫瘤發生相關，比如粘膜內癌和息肉樣腺瘤，研究結果表明，這些特殊的標志物或能幫助研究者從健康樣本中有效區分出結直腸癌患者的樣本。

　　研究者Shinichi Yachida說道，從根本上來講，結直腸癌并不僅僅是一種遺傳性疾病，而是一種微生物性疾病，在結直腸癌發生早期戒斷或會出現腸道微生物組的改變，這或許就能提供關鍵的疾病診斷和成因線索。結直腸癌是全球第三大流行的癌癥，也是一種相對進展較慢的癌癥類型，這也就意味著，患者往往需要很長時間才能夠進展到晚期致死性的狀態；因此及早診斷對于確保患者能夠接受有效的治療非常重要。

　　【4】首次！科學家們開發出能重塑不健康腸道微生物組抵御多種疾病的特殊分子！

　　新聞閱讀：Remodeling unhealthful gut microbiomes to fight disease

　　人如其食，你腸道中的微生物組或許也是如此，飲食會影響腸道中的微生物，而且有研究表明，有害腸道微生物組的改變會引發多種疾病，比如心臟病、肥胖和癌癥等；近日在舉辦的2019年美國化學學會全國會議上，來自斯克里普斯研究所的科學家們將會公布其最新研究成果，研究人員表示，他們開發出了一種特殊分子，其能夠將不健康的腸道微生物組改變或重塑成為健康的腸道微生物組，相關研究有望應用于與飲食相關的其它情況。

　　研究者M. Reza Ghadiri博士指出，腸道微生物組包含成百上千種不同的細菌，如果我們攝入了健康的飲食，并且進行鍛煉的話，我們機體的腸道微生物組并不會出現功能異常；但這并不是所有人的生活方式，目前能夠改善腸道微生物組的方法包括益生菌、益生元或藥物療法等，而研究者的目的則是采用一種全新的方法來重塑微生物組。

　　圖片來源：The Conversation

　　【5】JCI insight：胎兒中竟然存在腸道微生物？

　　doi：10.1172/jci.insight.127806

　　近日，在人類和小鼠上進行的一項研究表明，早在胚胎時期，胎兒體內已經具有自己的腸道微生物群落，并且對免疫系統和新陳代謝起著重要作用。研究人員還證實，胎兒體內的微生物組來自于母體。這些發現為懷孕期間進行干預以刺激胎兒微生物組的形成，從而幫助后代更好地發育免疫系統并抵抗早期感染提供了可能，該研究發表在最近的JCI Insight雜志上。

　　研究者表示，我們的研究提供證據表明復雜的微生物組可以從母親向胎兒傳播。與其他僅依賴于下一代DNA測序的研究不同，我們通過顯微鏡和培養技術驗證了測序結果，從而解決了關于胎兒中是否有微生物組存在的長達數十年的爭議。現在，我們可以尋求方法來促進胎兒免疫系統的發展通過刺激母親的微生物組來進行新陳代謝。我們的研究結果表明，通過早期干預來預防未來的疾病是可行的。

　　【6】Nature：分娩方式不同竟會影響嬰兒腸道微生物組成！

　　doi：10.1038/s41586-019-1560-1

　　你們知道嗎，不同的分娩方式還會影響嬰兒的腸道微生物組成！在最近一期發表在Nature雜志上的文章中，來自Wellcome Sanger研究所，UCL等機構的科學家們發現，相比陰道出生的嬰兒能夠從母親那里得到大部分腸道細菌，通過剖腹產出生的嬰兒卻無法得到這種“饋贈”。

　　雖然嬰兒腸道細菌的確切作用目前尚不清楚，這些腸道細菌構成的差異是否會對以后的健康產生影響也并不明確。但這一發現為關注新生兒健康的人群提供了新的視角。研究人員發現，陰道分娩和剖腹產嬰兒的腸道細菌間的差異在1歲時基本消失，然而，還需要進行大量的隨訪研究以確定早期細菌構成差異是否會影響發育后期的身體健康。

　　【7】Nature：意外！腸道微生物竟然決定藥物是否有效！

　　doi：10.1038/s41586-019-1291-3

　　有沒有想過為什么一種對別人有效的藥物對你似乎沒有效果？你可能想要檢查一下你的腸道來尋找答案。研究人員已經找到了加工150多種藥物的腸道細菌，他們還發現了賦予這種細菌這種能力的基因。來自耶魯大學的研究小組表示，這一發現強調了腸道細菌在人們對藥物的反應中所起的作用。

　　研究者表示，我們有可能利用基因或細菌種類來預測個人腸道菌群代謝某種藥物的能力，這項工作是識別生物標志物的第一步，它可以幫助醫生開出對個體病人來說最安全、最有效的藥物。在這項新的研究中，研究人員調查了271種藥物是否以及如何被76種腸道細菌進行代謝。研究結果顯示，近三分之二的藥物被至少一種細菌代謝。研究人員隨后確定了許多使細菌代謝藥物的基因。

　　【8】Circulation：吸煙會改變腸道菌群 戒煙也會改變腸道菌群 到底吸煙還是戒煙？

　　doi：10.1161/circ.140.suppl_1.9944

　　近日，一項刊登在國際雜志Circulation上的研究報告中，來自美國心臟協會的科學家們通過研究發現，戒煙或會引起機體腸道菌群發生重大改變，同時研究者揭示了腸道菌群與機體心血管健康之間的關聯。

　　此前研究結果表明，吸煙會降低機體腸道中有益菌群的多樣性，這項研究中，研究人員對26名嘗試戒煙的人群進行研究，在研究開始、兩周后和12周后分別對參與者的糞便樣本進行分析；研究者Marcus Sublette表示，戒煙或會改變機體腸道菌群，如今我們已經知曉，吸煙會改變腸道微生物組，而本文研究中，研究者則發現，戒煙也會繼續改變腸道微生物組，那么這到底是好還是壞呢？

　　圖片來源：thinkingnutrition.com.au

　　【9】Cell：新發現！腸道菌群或有望幫助抑制甚至治療人類輪狀病毒感染！

　　doi：10.1016/j.cell.2019.09.028

　　近日，來自喬治亞州立大學的科學家們通過研究發現，消化道中特殊微生物菌群的存在或能幫助抑制并治療輪狀病毒的感染，輪狀病毒是一種引發兒童嚴重致死性腹瀉的主要病原體，相關研究發表在了國際雜志Cell上。文章中研究人員解釋了輪狀病毒引發某些人群嚴重致死性疾病的分子機制，相關研究結果或有望幫助開發輪狀病毒感染的治療和預防性策略。

　　除了補充液體避免患者脫水外，目前并沒有針對輪狀病毒感染的有效治療手段，輪狀病毒是一種高度傳染性病毒，其會引發嚴重的腹瀉、嘔吐、發燒、腹痛甚至死亡；輪狀病毒感染的發生通常是因為直接接觸了患者或暴露于患者的糞便，嬰幼兒是輪狀病毒的易感人群，感染會引發患者出現嚴重的脫水癥狀，嚴重者甚至會發生死亡，據美國CDC數據顯示，在5歲及以上的幼兒中，輪狀病毒會引發大約21.5萬幼兒死亡。

　　【10】Science：揭示腸道菌群參與腸道晝夜節律的設定

　　doi：10.1126/science.aaw3134

　　在一項新的研究中，來自美國德克薩斯大學西南醫學中心的研究人員發現小鼠小腸中的微生物參與腸道晝夜節律（circadian rhythm）的設定，相關研究結果發表在Science期刊上。

　　大多數人（和其他哺乳動物）都存在晝夜節律---控制進食和睡眠等過程的代謝時鐘。最常見的晝夜節律周期是控制睡眠的周期，不過科學家們已發現，存在著多種控制著不同生物系統的晝夜節律。過去的研究已表明如果其中的一種晝夜節律變得不正常，人們可能會遇到健康問題。比如，改變工作時間的輪班工人更容易增重、患高血壓和糖尿病。晝夜節律的運作方式仍是一個謎，因此，在這項新的研究中，這些研究人員猜測腸道生物群落（gut biome）是否可能參與調節腸道中的生物鐘，因而可能間接地參與了體重增加。

　　【11】Nature：重磅！科學家揭開人類機體無法培養的腸道菌群的奧秘！

　　doi：10.1038/s41586-019-1058-x

　　近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自勞倫斯伯克利國家實驗室等機構的科學家們通過對3810個公開的人類腸道宏基因組進行計算重建，展示了大約6.1萬個微生物基因組，這些宏基因組是微生物組樣本中存在的所有遺傳物質的集合，宏基因組組裝的基因組（MAGs）包括2508種此前未知的物種，從而使得已知的人類腸道細菌種類達到了4558種，并使得已經測序的腸道菌群的系統發育多樣性增加了50%。

　　本文研究結果或能幫助回答多個問題，比如為何特定的微生物菌群無法在實驗室中進行培養，此前科學家們利用宏基因組和單細胞基因組研究解析了環境樣本中無法培養的微生物的特殊代謝能力，很多環境微生物很難被研究，研究者也并不確定是否這些未經培養的微生物真的是無法培養的，相比之下，科學家們對人類腸道進行了大量研究，同時也進行了大規模的培養工作，這就表明，人類腸道中許多野生的未經培養的菌群很難用當前的方法進行培養。

　　【12】Cell Rep：中國科學家新發現！腸道菌群或能幫助人類抵御寒冷！

　　doi：10.1016/j.celrep.2019.02.015

　　腸道微生物組對人類和動物機體健康有著多樣的影響，近日，一項刊登在國際雜志Cell Reports上的研究報告中，來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所的科學家們通過研究揭示了腸道菌群在機體溫度調節（thermoregulation）中扮演的關鍵角色，溫度調節時動物對寒冷環境做出的反應。

　　目前研究人員已經證明，在寒冷暴露中，動物能夠通過激活棕色脂肪組織（BAT）來產生熱量，同時通過促進白色脂肪組織“褐變”的方式來維持體溫；為了能夠分析腸道菌群在激活BAT過程中發揮的功能，研究人員利用不同的抗生素清除掉了動物機體中的腸道菌群，隨后他們發現，缺少腸道菌群的動物會出現機體溫度調節功能的損傷。