肠道益生菌防高血压去年肠道微生物组
时光总是匆匆而逝，12月份即将结束，年也接近尾声，迎接我们的将是崭新的年，年科学家们在肠道微生物组领域依然取得了许多重磅级的研究成果，本文中小编对年肠道微生物组领域亮点研究进行盘点，分享给大家！与各位一起学习！
1.Nature：开创肠道微生物组研究新时代！新方法鉴定出导致结肠炎的肠道细菌
doi:10./nature
图片来自CC0PublicDomain。
在一项新的研究中，来自美国哈佛医学院的研究人员清除了微生物研究领域的一个重大的障碍：他们设计出并成功地使用一种方法来梳理肠道细菌与疾病之间的因果关系。他们说，这种被称作微生物组三角测量（microbialtriangulation）的方法可能并不仅仅是推动微生物组和疾病之间的关联性研究，而且也可能会阐明这两者之间真正的因果关系。相关研究结果于年12月6日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Movingbeyondmicrobiome-wideassociationstocausalmicrobeidentification”。
这些研究人员首先利用两组小鼠开展研究。一组小鼠与人肠道微生物组一起进行培育，因而它们携带着通常存在于人肠道中的微生物。另一组小鼠携带着正常的小鼠肠道微生物组。当他们给这些小鼠注射一种触发肠道炎症（即结肠炎）的化合物时，携带着人肠道细菌的小鼠免受这种疾病的影响。然而，携带着典型的小鼠肠道细菌的小鼠出现了严重的症状。
接下来，这些研究人员将所有的小鼠放在同一个生活空间里。仅仅短短的一天共同生活就导致它们对这种疾病作出的反应发生显著的变化。起初抵抗结肠炎的小鼠开始显示出较为严重的症状，而易患上结肠炎的小鼠越来越强地抵抗这种疾病的影响，产生的症状也比较温和。这种概念验证研究表明在共同的生活空间中发生的肠道细菌交换能够导致这些小鼠应对这种疾病的能力发生变化。
调节疾病的微生物隐藏在每只小鼠中存在的数百种肠道细菌物种中。但是考虑到每组小鼠在它们的肠道中存在着～种细菌物种，科学家们如何能够鉴定出真正地在结肠炎中发挥重要作用的那种细菌呢？为此，Kasper和Kasper首先分析每组小鼠中的每只小鼠的肠道微生物组成，比较它们在共享相同的生活空间之前和之后的肠道微生物谱。为了鉴定出微生物嫌犯的身份，他们研究了数量稀少或丰富的微生物，并追踪它们与结肠炎严重程度之间的关系。换言之，他们推断致病性微生物的数量会这种疾病的严重程度升高或下降。仅有一种微生物群体符合这种情形---一类被称作毛螺菌科（Lachnospiraceae）的细菌，即一类通常在人类肠道和其他的哺乳动物肠道中发现的细菌。
为了查明毛螺菌科中的哪种细菌调节对结肠炎作出的反应，这些研究人员分离出一种细菌物种，并将它移植到易患结肠炎的小鼠中。为了进行比较，他们也将来自不同细菌科的细菌物种移植到这些小鼠中。唯一能够保护这些易患结肠炎小鼠免受这种疾病攻击的细菌是一种之前从未被描述过的微生物，它是这些研究人员从接受过人粪便移植的小鼠肠道（它们因而具有人肠道微生物组）中分离出的。显著的是，这种细菌并不存在于具有小鼠肠道微生物组的小鼠中。鉴于它的免疫保护性质，Kasper和Surana将这种新发现的细菌命名为Clostridiumimmunis。
2.Science：如何对粪便菌群移植进行监管？
doi:10./science.aaq
来自美国马里兰大学的一小群研究人员在Science期刊上发表了一篇标题为“Improvingregulationofmicrobiotatransplants”的政策论坛论文，概述了当前对粪便菌群移植（fecalmicrobiotatransplant,FMT）的监管状态。在这篇论文中，他们描述这种移植的性质，为何和如何使用它，以及政府试图监管它的方法。
粪便菌群移植（FMT）指的是将来自一个人（即供者）的粪便样品转移到另一个人（即受者）的体内以便希望改善受者的肠道生物群落。FMT既能够像灌肠剂那样简单地将粪便样品注射到肛门中，也可通过插入一根管子，将粪便样品更深地注射到体内。随着人们在接受一轮抗菌剂注射来消灭不需要的感染之后寻求替换必需的肠道细菌，FMT变得越来越普遍。
在某些情形下，FMT成为让一个人恢复健康的唯一手段---比如，遭受艰难梭菌感染（Clostridiumdifficileinfection,CDI）的患者没有其他的治疗选择。CDI是在一轮抗生素治疗清除了天然的肠道生物群落之后通常会发生的肠道感染，如果不及时治疗，它可能是致命的。不幸的是，正如这些研究人员在这篇论文中注意到的是，寻求这种治疗的患者能够遇到意想不到的障碍---如今FMT受到美国药品食品管理局（FDA）等机构的监管，这是因为捐赠的粪便样品当前被放置在粪便库中，而这些粪便库像血库那样必须遵守旨在保证公众安全的规则。
但是，这些研究人员问道，粪便样品应当像血液样品那样加以处理？一些人认为它们应当像组织样品那样加以处理，这将会增加新的监管。还有一些人建议仅作为另一种药物对它们进行监管。他们指出，最终的结果是这整个行业并没有得到很好的界定，这对需要这种治疗的患者或担心迄今为止仍不知道的副作用的监管机构来说并不是最佳的。更严峻的问题是获得粪便样品的简易性---比如，患者可能仅选择来自其亲属的一袋粪便。而且如果监管成为障碍的话，并不难以看到一些患者会自行进行处理，这实际上可能会伤害他们自己。
3.Cell：肠道细菌有望延缓衰老，提高动物寿命
doi:10./j.cell..05.
利用源自肠道细菌的补充物延缓衰老过程可能有朝一日是可行的。来自美国贝勒医学院和德克萨斯大学休斯顿健康科学中心的研究人员在秀丽隐杆线虫中鉴定出延长寿命、也延缓肿瘤进展和β-淀粉样蛋白堆积的细菌基因和化合物。β-淀粉样蛋白是一种与阿尔茨海默病相关联的化合物。相关研究结果发表在年6月15日的Cell期刊上，论文标题为“MicrobialGeneticCompositionTunesHostLongevity”。
为了探究单个细菌基因对秀丽隐杆线虫寿命的影响，Wang与贝勒医学院分子与人类遗传学副教授ChristopheHerman博士和专门开展细菌遗传学研究的其他同事们合作开展研究。他们采用了一种完整的大肠杆菌基因缺失文库；一组大肠杆菌集合，每种大肠杆菌缺失将近个基因中的一个。Wang说，“我们给秀丽隐杆线虫喂食每种突变细菌，然后研究这些线虫的寿命。在我们测试的将近个细菌基因中，29个基因当缺失时会增加这些线虫的寿命。12种突变细菌也会阻止这些线虫发生肿瘤生长和β-淀粉样蛋白堆积。”
进一步的实验表明一些突变细菌通过作用于这些线虫中的一些已知与衰老相关的过程增加寿命。其他的突变细菌通过过量产生荚膜异多糖酸（colanicacid）增加这些线虫的寿命。当这些研究人员给秀丽隐杆线虫提供纯化的荚膜异多糖酸时，这些线虫也活得更长。荚膜异多糖酸也在实验室果蝇和在实验室培养的哺乳动物细胞中表现出类似的影响。
4.Science：肠道微生物决定着食物对肠道的影响
doi:10./science.aag
日前，哈佛大学的研究人员报道，除了肠道微生物本身，它们的基因同时还会编码各种酶，这些酶的存在扩大了肠道微生物可消化物质的“名单”。例如现在研究较多的碳水化合物活性酶，包括糖苷水解酶和碳水化合物酯酶等等，可以帮助我们消化复杂的糖类，让我们的身体不再需要额外进化出能够降解饮食中各种多糖所需的复杂酶系统。
我们每天吃的食物都需要肠道微生物来处理，从中“提取”营养物质和能量。每个人对食物中成分的转化和吸收有很大的“个体差异”，这大致是由于肠道微生物及相关酶的不同。
有些人的肠道中有一种产粪甾醇真细菌（Eubacteriumcoprostanoligenes），它能将胆固醇分解为不能被吸收的粪甾醇，随着粪便排出体外，粪甾醇的比例能达到50%。这就意味着，肠道内有产粪甾醇真细菌的人吃下高胆固醇食物后吸收的部分比其他人要少一半。
除此之外，我们熟知的烤肉致癌也和肠道微生物脱不了干系。在烤制过程中，会产生一类统称为杂环胺的致突变（致癌）物质，它能够诱导基因突变、DNA断裂或染色体畸变等。而有研究发现，我们肠道中大肠杆菌携带的uidA基因可以编码β-葡萄糖醛酸糖苷酶，这个酶的存在会使杂环胺的毒性提高3倍！而uidA突变后的大肠杆菌则无法产生这种酶，降低了杂环胺致癌的可能性。
5.Science：重大发现！在肠道上皮内，罗伊氏乳杆菌诱导促进耐受性的T细胞产生
doi:10./science.aah
图片来自MarthaSexton/publicdomain。
免疫细胞在肠道中巡逻，确保隐藏在我们吃的食物中的有害细菌不会入侵人体。能够触发炎症的免疫细胞与促进免疫耐受性的免疫细胞处于平衡，从而在不会让敏感组织遭受损伤的情形下保护人体。当这种平衡过于偏向炎症时，炎症性肠病就会产生。
如今，在一项新的研究中，来自美国华盛顿大学医学院和普林斯顿大学的研究人员在肠道中携带一种特定细菌的小鼠体内发现一类促进耐受性的免疫细胞。再者，这种细菌需要色氨酸来触发这些免疫细胞的出现。相关研究结果于年8月3日在线发表在Science期刊上，论文标题为“LactobacillusreuteriinducesgutintraepithelialCD4+CD8αα+Tcells”。
这些研究人员发现当小鼠从一出生就在无菌环境下生活时，因缺乏肠道微生物组，它们不会产生这类促进耐受性的免疫细胞。当将罗伊氏乳杆菌引入到这些无菌小鼠的体内时，这些免疫细胞就产生了。
为了理解罗伊氏乳杆菌如何影响免疫系统，这些研究人员在液体中培养罗伊氏乳杆菌，随后将少量的这种含不含细菌的液体转移到从小鼠体内分离出的未成熟的免疫细胞，即CD4+T细胞。这些未成熟的免疫细胞通过下调转录因子ThPOK变成促进耐受性的免疫细胞，即CD4+CD8αα+双阳性上皮内T细胞（CD4+CD8αα+double-positiveintraepithelialTlymphocytes,简称DPIEL），并且这些DPIEL细胞具有调节功能。当从这种液体中纯化出活性组分时，他们证实它是色氨酸代谢的一种副产物，即3-吲哚乙酸。
当这些研究人员将小鼠食物中的色氨酸数量增加一倍时，DPIEL细胞的数量增加大约50%。当色氨酸水平下降一半时，DPIEL细胞的数量也下降一半。
6.Science：揭示膳食纤维如何有助肠道保持健康
doi:10./science.aam;doi:10./science.aao
在一项新的研究中，来自美国加州大学戴维斯分校的研究人员发现肠道细菌消化膳食纤维产生的副产物如何作为合适的燃料协助肠道细胞维持肠道健康。
这项研究是比较重要的，这是因为它鉴定出一种让肠道菌群再次恢复平衡的潜在治疗靶标，同时让人们更进一步了解肠道菌群和膳食纤维之间的复杂相互作用。相关研究结果发表在年8月11日的Science期刊上，论文标题为“Microbiota-activatedPPAR-γsignalinginhibitsdysbioticEnterobacteriaceaeexpansion”。在发表在同期Science期刊上的一篇标题为“Gutcellmetabolismshapesthemicrobiome”的观点类型（Perspectives）论文将肠道细菌描述为体内抵抗潜在传染因子（如沙门氏菌）的防御系统中的“搭档”。
肠道细菌代谢可消化的膳食纤维，产生短链脂肪酸，这就指示大肠道内壁上的细胞最大化消耗氧气，因而限制扩散到肠腔（肠道内与被消化的食物直接接触的开放空间）中的氧气数量。
论文第一作者、加州大学戴维斯分校医学院医学微生物与免疫学助理教授MarianaX.Byndloss说，“令人的是，能够降解膳食纤维的有益肠道细菌不能在富含氧气中的环境中存活下来，这意味着我们的肠道菌群和肠道细胞一道形成一种维持肠道健康的良性循环。”
这项新的研究鉴定出宿主受体过氧化物酶体增殖物激活受体γ（peroxisomeproliferatorreceptorgamma,PPARg）是负责维持这种保护循环的调节物。
7.Nature：肠道菌群分泌药物分子可调节肠道与免疫系统健康
doi:10./nature
根据最近发表在《Nature》杂志上的一篇文章，作者通过阻断生孢梭菌降解色氨酸的功能，发现小鼠血液中一种特定的分子的水平受到了影响。进一步，作者发现小鼠的免疫系统以及肠道的稳态发生了显著变化。
作者发现产包梭菌能够降解色氨酸产生IPA。他们总共鉴定出了12种出现在这一过程中的分子，其中9中在血液中有积累，而其中仅仅有三种是由细菌分泌的。进一步，作者发现了产包梭菌进行色氨酸代谢活动的必须基因，fldC。
之后，作者给无菌小鼠接种野生型或IPA缺陷突变体的产胞梭菌。结果显示，野生型细菌定植能够导致小鼠血液中IPA的浓度上升到80uM，而突变体细菌定植则检测不到任何细菌。最后，作者发现IPA浓度的下降会导致免疫细胞数量的上升，包括中性粒细胞、单核细胞、记忆T细胞等等。此外作者发现突变体细菌定植会导致小鼠产生肠道炎症反应。
8.Science：震惊！肠道细菌影响免疫疗法抵抗上皮性肿瘤的效果
doi:10./science.aan
在一项新的研究中，来自法国的一个研究团队分析了名接受了抗PD-1免疫治疗的肺癌、肾癌等多种上皮性肿瘤的患者，其中有69名患者在免疫治疗开始之前或刚开始时，接受了抗生素治疗。他们发现这些接受抗生素治疗的患者对这种免疫治疗药物产生原发耐药性，很快就出现癌症复发，而且具有更短的存活期。这就说明抗生素治疗极大地影响免疫治疗的效果：抗生素抑制这种免疫治疗药物给晚期癌症患者带来的临床益处，而且这种原发性耐药是由于异常的肠道微生物组组成导致的。相关研究结果于年11月2日在线发表在Science期刊上，论文标题为“GutmicrobiomeinfluencesefficacyofPD-1–basedimmunotherapyagainstepithelialtumors”。
为了寻找其中的因果机制，这些研究人员对这种免疫疗法作出反应的癌症患者和未作出反应的癌症患者的肠道微生物组进行比较。他们发现一种被称作Akkermansiamuciniphila的有益细菌的相对丰度与癌症患者对这种免疫疗法作出的临床反应相关联。在此之前，人们已发现这种细菌具有预防肥胖和糖尿病的作用。在这项新的研究中，他们发现它能够增强这种免疫疗法的效果。
随后，这些研究人员将来自对这种免疫疗法作出反应的癌症患者和未作出反应的癌症患者的粪便微生物组移植到无菌的或者接受抗生素治疗的小鼠体内，发现那些接受来自对这种免疫疗法作出反应的癌症患者的粪便微生物组移植的小鼠对这种免疫疗法作出的反应得到更好的改善。此外，那些接受未作出反应的癌症患者的粪便微生物组移植的小鼠口服这种有益细菌补充剂后也能够通过将CCR9+CXCR3+CD4+T细胞招募到肿瘤床中，以一种依赖于IL-12的方式恢复对这种免疫疗法作出的反应。这些结果再次表明肠道微生物组调节着癌症免疫疗法的效果。
9.Science：震惊！肠道细菌调节黑色素瘤对免疫疗法作出的反应
doi:10./science.aan
在一项新的研究中，来自美国德州大学MD安德森癌症中心的研究人员报道生活在人肠道中的细菌能够如何影响癌症对免疫疗法作出的反应，这为改进治疗的研究开辟新的途径。相关研究结果于年11月2日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Gutmicrobiomemodulatesresponsetoanti–PD-1immunotherapyinmelanomapatients”。通过分析转移性黑色素瘤患者的粪便样品来评估这些患者的肠道微生物组，这些研究人员发现如果这些患者含有更加多样化的肠道细菌群体或者大量的某些细菌，那么他们接受抗PD1免疫检查点阻断治疗后能够在更长的时间内控制他们的疾病。
免疫检查点阻断药物会激活人体自身的免疫系统来攻击癌细胞，从而让大约25%的转移性黑色素瘤患者受益，但是这些免疫治疗反应并不总是持久的。为了评估肠道微生物组的影响，Wargo和同事们分析了接受抗PD1免疫治疗的患者的粪便样品和口腔拭子（buccalswab），其中口腔拭子是来自脸颊内的组织样品，而抗PD1免疫治疗阻断T细胞表面上的对免疫系统起着抑制作用的PD1蛋白。他们开展16SrRNA测序和全基因组测序来确定口腔拭子和粪便微生物组的多样性、组成和功能潜力。
结果表明对抗PD1免疫治疗作出反应的患者（肠道中具有较高的有益的梭菌/瘤胃球菌水平）具有更多的T细胞进入到肿瘤中和更高水平的杀死异常细胞的循环T细胞。那些具有更高拟杆菌水平的患者具有更高水平的循环调节性T细胞、髓源抑制性细胞（myeloidderivedsuppressorcells）和减弱的细胞因子反应，从而抑制抗肿瘤免疫反应。
最后，这些研究人员通过粪便微生物组移植（fecalmicrobiometransplant,FMT）将来自对抗PD1免疫治疗作出反应的患者和不作出反应的患者的粪便微生物组移植到无菌的小鼠中。那些接受来自作出反应的患者的粪便微生物组移植的小鼠具有显著下降的肿瘤生长和更高水平的有益T细胞和更低水平的免疫抑制性细胞。当接受免疫检查点阻断治疗时，它们也具有更好的治疗结果。
10.Cell：揭示肠道微生物组与自身免疫疾病存在关联
doi:10./j.cell..09.
如今，在一项新的研究中，Santamaria和卡明医学院的KathyMcCoy博士及其团队揭示出肠道微生物组中的一种调节促炎性细胞和抗炎性细胞的新机制。McCoy说，“我们发现由被称作拟杆菌（Bacteroides）的肠道细菌表达的一种蛋白快速地招募白细胞来杀死一种导致炎症性肠病（inflammatoryboweldisease,IBD）的免疫系统细胞，从而阻止IBD发生。我们认为这种机制可能有助阻止大多数人患上IBD。”
然而，这种被称作整合酶（integrase）的蛋白招募白细胞的方法有一个缺点。Santamaria说，“在一些人中，这些白细胞对导致IBD的细菌的存在作出过度反应。导致IBD等问题的原因不是这些细菌本身，而是这种蛋白触发免疫系统产生的严重反应。这些相同的过度活化的白细胞也是导致糖尿病等其他的自身免疫疾病的细胞。这一发现证实了肠道微生物组对免疫系统的影响，并发现了肠道微生物组变化能够增加自身免疫疾病风险的新机制。尽管我们专门研究IBD，但是肠道中的多种蛋白可能通过类似的机制促进其他的自身免疫疾病产生。”
11.Nature：重大突破！利用定量微生物组谱计算你的健康
doi:10./nature
量的代谢疾病和炎性疾病与肠道微生物组的组成和代谢潜力发生变化相关联。到目前为止，基于测序的肠道菌群研究已从微生物组组成的比例变化角度描述了这些肠道菌群失调（dysbiotic）状态。然而，在一项新的研究中，比利时鲁汶大学的JeroenRaes教授和他的团队发现，当涉及肠道细菌含量及其与健康的关系时，不仅肠道细菌的比例比较重要，而且它们的数量也比较重要。他们还证实他们开发出的一种新方法能够快速地和准确地确定粪便样品中的细菌载量。相关研究结果于年11月15日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Quantitativemicrobiomeprofilinglinksgut福州治疗白癜风的医院甲氧补骨脂素能否治好白癜风
