Nature:用微生物“暗物質”治病

【字體: 時間:2016年05月05日 來源:生物通

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  5月4日在《Nature》雜志發表的一項最新研究中,惠康基金會桑格研究所的科學家們,已經培養和分類了超過130種來自人類腸道的細菌。在這項研究中,研究人員開發出一個過程,可培養來自腸道的大部分細菌。

  

生物通報道: 5月4日在《Nature》雜志發表的一項最新研究中,惠康基金會桑格研究所的科學家們,已經培養和分類了超過130種來自人類腸道的細菌。

在這項研究中,研究人員開發出一個過程,可培養來自腸道的大部分細菌,這將使得科學家們能夠了解:我們的細菌“微生物組”如何可以幫助我們保持健康?我們腸道微生物組的失衡,可能會引發復雜的疾病,如肥胖、炎癥性腸病、腸易激綜合癥和過敏。本研究將讓科學家開始使用特定的有益菌,制定個性化的治療方法。

近年來,這一領域的研究得以大幅擴展,腸道微生物組被稱為“被遺忘的器官”,但它對人類健康有顯著的重要性(相關閱讀:PNAS:腸道菌群研究的“大革命”)。一個人的體重大約2%是由于細菌。這些細菌對氧敏感,并難以在實驗室培養,所以直到現在,我們一直都極難分離和研究它們,因此它們也被科學家們稱為“微生物暗物質”( PNAS:微生物“暗物質”如何致病?)。

惠康基金會桑格研究所Host-Microbiota相互作用實驗室的Hilary Browne解釋道:“這已經變得越來越明顯,微生物群落在人類健康和疾病中發揮著很大的作用。通過開發一個新過程,分離胃腸道細菌,我們能夠測定它們的基因組序列,來了解更多關于它們的生物學信息。我們也可以儲存它們很長一段時間,使其可用于進一步的研究。”

抗生素可消滅我們的腸道細菌,它們既能殺死病原體目標,也會殺死有益的細菌。然后,就有可能存在不太理想的細菌,如那些具有抗生素耐藥性的細菌,在腸道內增殖速度比有益菌更快,從而導致進一步的健康問題,例如,梭狀芽胞桿菌等感染。

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目前艱難梭菌感染的治療,可能涉及從健康的人移植糞便,重新住入腸道菌,目前已有相關研究報道:NEJM奇聞:用糞便來治病?Science:醫學“新寵”糞便移植將大有潛力。然而,這種治療還不夠理想。使用新的細菌庫,桑格研究所的Trevor Lawley博士和他的團隊希望制備一種藥丸,包含一種合理選擇的、已定義的細菌混合物,可能被病人使用,并替換糞便移植。

桑格研究所和澳大利亞Hudson醫學研究所的Sam Forster博士說:“我們從這些細菌生成的廣泛的基因組數據庫,對于研究腸胃病患者體內存在或缺乏哪些細菌,也是必不可少的。現在,我們可以開始設計治療候選細菌的混合物,用于這些疾病。”

研究人員還首次研究了腸道內產孢菌的比例。孢子是一種休眠形式的細菌,可允許一些細菌潛伏很長一段時間。他們發現,一個健康人大約三分之一的腸道微生物群可產生孢子,從而使細菌能夠在露天存活,并可能在人之間傳播流動。這提供了一種此前沒有考慮到的微生物群傳播方式,可能意味著健康和某些疾病可被傳播——不僅僅是通過人類遺傳學,而且還通過微生物組。

桑格研究所的研究組長Trevor Lawley說:“能夠闡明這一微生物‘暗物質’,對整個生物學以及我們如何考慮健康,有著深遠的影響。我們將能夠從患有特定疾病的人身上分離出微生物,如感染、癌癥或自身免疫性疾病,并在小鼠模型中研究這些微生物,來看看會發生什么。研究我們的‘第二’基因組——微生物群的基因組,將讓我更加深入理解基本生物學,以及我們腸道細菌與健康、疾病之間的關系。”

(生物通:王英)

生物通推薦原文:
Hilary P. Browne et al. (2016). Culturing of 'unculturable' human microbiota reveals novel taxa and extensive sporulation. Nature. DOI: 10.1038/nature17645

 

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