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【盘点】肠道微生物领域最新研究进展

首页 » 研究 2021-02-22 转化医学网 赞(2)
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导读
作为人体最庞大、最复杂的微生态系统,肠道微生物本身及其代谢产物不仅能调节人体健康,更在膳食和宿主之间起到了重要的桥梁作用。近年来,肠道微生物研究已成为生物医学学领域的研究热点之一。

本文,小编整理了肠道微生物领域最新研究进展,包括肠道微生物与衰老、癌症、血型、基因组、大脑炎症、抑郁症、免疫、阿尔茨海默症等内容,分享给大家!

1、【Cell】新突破!科学家在人体肠道中鉴定出超过14万种病毒

DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2021.01.029

2021年2月18日,世界上最著名的基因组测序研究中心之一Wellcome Sanger研究所的 Trevor D. Lawley 等人在 Cell 杂志发表了题为:Massive expansion of human gut bacteriophage diversity 的研究论文。研究团队通过挖掘全球范围内28060个人类肠道宏基因组和2898个培养的人类肠道细菌基因组,建立了一个包含约142809种噬菌体的肠道噬菌体数据库(GPD),其中一半以上是之前从未发现过的新型病毒。

这项研究建立了迄今为止最大最全面的人类肠道噬菌体数据库,为更好地了解病毒在肠道微生物组中的作用铺平了道路,还有助于发现治疗耐药细菌感染的新方法。

2、【Nature Metabolism】肠道微生物组与健康衰老和长寿有关

DOI:https://doi.org/10.1038/s42255-021-00348-0

2021年2月18日,美国西雅图市系统生物学研究所和华盛顿大学的研究人员在Nature Metabolism上在线发表了题为"Gut microbiome pattern reflects healthy ageing and predicts survival in humans"的研究,该研究小组分析了三个独立队列中9000多人,年龄在18岁到101岁之间的肠道微生物组、表型和临床数据。数据显示,随着个体年龄的增长,肠道微生物群变得越来越独特,与其他微生物群的差异越来越大,从成年中后期开始,这与人类共有的核心细菌属的丰度稳步下降相对应。

研究揭示了独特的肠道微生物组特征,这与最近几十年的健康衰老和生存有关,这些特征与健康或不健康的衰老轨迹有关,进而预测老年人的生存率。这将对监测和改善一个人一生中肠道微生物群的健康状况具有重大的临床意义。

3、【Science】“难治性”癌症新突破!粪便菌群移植有望扭转肿瘤对PD-1治疗的耐药性

DOI: 10.1126/science.abf3363

2021年2月5日,NIH与UPMC希尔曼癌症中心的研究人员在Science杂志发表了题为“Fecal microbiota transplant overcomes resistance to anti–PD-1 therapy in melanoma patients”的文章。这项研究表明,肠道中的细菌和病毒群落可影响免疫系统及其对化学疗法和免疫疗法(包括抗PD-1疗法)的反应。研究人员通过对免疫检查点抑制剂治疗没有反应的晚期黑素瘤患者进行粪便微生物菌群移植(FMT),成功改善了他们对免疫治疗的反应。

该研究数据提供了肠道微生物组可以成为癌症治疗靶点的概念证明,表明FMT和抗PD-1治疗改变了肠道微生物组,并对肿瘤微环境进行了重新编程。研究也为基于微生物组的癌症治疗方法带来了希望。

4、【Cancer Discovery】这种肠道细菌能够转移到乳腺中,诱导乳腺增生、促进乳腺癌进展

DOI:10.1158 / 2159-8290.CD-20-0537

2021年1月6日,美国约翰霍普金斯大学Sidney Kimmel综合癌症中心的研究人员在Cancer Discovery杂志上发表了题为:A pro-carcinogenic colon microbe promotes breast tumorigenesis and metastatic progression and concomitantly activates Notch and β catenin axes 的研究论文。这项研究在小鼠模型中发现,一种通常与结肠炎和结肠癌有关的微生物——产肠毒素脆弱拟杆菌(ETBF)可以在乳腺和肠道定殖,迅速诱导乳腺上皮增生,并促进了乳腺癌的发生和转移进程。

研究观察到,当产肠毒素脆弱拟杆菌(ETBF)被引入小鼠的肠道或乳腺导管时,它总是会诱导肿瘤细胞的生长和转移性进展,由此揭示了诱发乳腺癌的另一个潜在风险因素。由此看来,未来或许可以通过检查粪便或乳腺样本中的微生物组变化,以评估自身的乳腺癌患病风险。

5、【Nature Genetics】新发现!肠道菌群和血型竟被同一基因调控,肠炎或与你的血型有关

DOI:https://doi.org/10.1038/s41588-020-00747-1

2021年1月18日,德国基尔大学研究团队在《Nature Genetics》杂志上发表了题为“Genome-wide association study in 8,956 German individuals identifies influence of ABO histo-blood groups on gut microbiome”的文章,首次确定人体基因组的遗传会影响肠道微生物的组成,更神奇的是,调控基型相关的基因也会调控肠道中微生物的组成。

该研究搭建了遗传学和肠道微生物组成之间的桥梁,也为肠道疾病提供了更多遗传学方面解释,未来肠道疾病的治疗或许会从血型的角度考虑。

6、【Nature Genetics】1.8万人全基因组关联分析,揭示遗传因素如何影响我们的肠道菌群

DOI:https://doi.org/10.1038/s41588-020-00763-1

2021年1月18日,来自荷兰格罗宁根大学医学中心的研究人员在《Nature Genetics》上发表了题为Large-scale association analyses identify host factors influencing human gut microbiome composition的研究成果,通过近2万个体的基因序列分析,发现了19个可遗传的细菌类群和31个影响菌群特征的基因座,其中乳糖酶基因(LCT)和岩藻糖基转移酶基因(FUT2)在塑造我们的肠道生态系统中具有重要影响。

这项研究是第一个准确估计宿主遗传学对肠道微生物组的影响的研究,未来的研究可能会随着样本量的增加而识别出更多的遗传效应,这对于由细菌导致的疾病发展的诊断和治疗至关重要。

7、【Nature】新发现!这种脑细胞与肠道微生物组合作,抵抗大脑炎症

DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-03116-4

2021年1月6日,《Nature》杂志在线发表了美国哈佛医学院Francisco J. Quintana团队名为“Gut-licensed IFNγ+ NK cells drive LAMP1+TRAIL+ anti-inflammatory astrocytes”的研究。研究表明,特定的星形胶质细胞亚群可以根据肠道微生物的调节信号在脑内发挥保护性抗炎功能。

此研究表明了星形胶质细胞在CNS 炎症中的重要作用,也指出了肠道微生物在此途径中的调节作用。或许今后肠道微生物研究将成为中枢神经系统(CNS)炎症治疗的新希望。

8、【Science Advances】中国机构联合发现人类肠道微生物组紊乱与重度抑郁症之间的联系!

DOI:10.1126 / sciadv.aba8555

2020年12月2日,来自首都医科大学、重庆医科大学、浙江大学等机构的研究人员在Science Advances杂志发表了题为“Landscapes of bacterial and metabolic signatures and their interaction in major depressive disorders”的研究,研究发现,有重度抑郁症患者和没有重度抑郁症患者的粪便样品中某些成分存在差异。

他们发现了47种不同的细菌,以及50种粪便代谢产物和3种不同的噬菌体。他们还发现重度抑郁症患者中粪便中的拟杆菌属细菌物种的水平较高,由此他们认为重度抑郁症可能存在肠道微生物组的问题。过去,重度抑郁症患者的诊断方法是通过交谈的方式,未来也许可以检测肠道微生物的变化,对重度抑郁症患者进行诊断。

9、【Nature】首次!科学家发现肠道菌群与人类免疫细胞动力学的直接联系

DOI:https://doi.org/10.1038/s41586-020-2971-8

2020年11月25日,纪念斯隆·凯特琳(MSK)癌症中心的研究人员在《Nature》杂志发表了题为“The gut microbiota is associated with immune cell dynamics in humans”的研究。提出了有关微生物群与免疫系统之间关系的一项重要发现,这项研究发现:血液中不同类型免疫细胞的浓度随着肠道内细菌菌株的改变而发生变化,证明肠道微生物群直接塑造了人类免疫系统的构成。

该研究使用从2000多名患者身上收集的历时10多年的数据,首次揭示了肠道菌群与人类免疫细胞动力学的直接联系,并创建了研究免疫细胞不同亚型变化的方法。

10、【新进展】阿尔茨海默症与肠道微生物群联系得到证实!

DOI:10.3233 / JAD-200306

2020年11月10日,瑞士日内瓦大学医院的研究人员在《阿尔茨海默症杂志》上发表了题为“Short-Chain Fatty Acids and Lipopolysaccharide as Mediators Between Gut Dysbiosis and Amyloid Pathology in Alzheimer’s Disease”的研究。研究发现人类肠道微生物群失衡与大脑中淀粉样斑块的形成之间存在相关性。在病人血液中鉴定出来的肠道细菌产生的某些蛋白质,确实可以改变免疫系统和神经系统之间的相互作用,从而引发疾病。

该研究将使研究人员有机会探索出通过调节人群的微生物群的一种新的阿尔茨海默症预防策略。

编者按

神奇的肠道微生物从延长寿命到治疗疾病,似乎哪里都能掺和,俗话说“遇事不决,量子力学;机制难寻,肠道菌群。”微生物组研究技术迅猛发展,使得进一步了解肠道微生物与人类的系统发育以及健康的关系成为可能。而科学家们还在探索肠道菌群与更多疾病的关系,希望未来,这一“人体第二套基因组”的研究能够取得更加长足的发展,并造福人类健康。

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