PNAS 新发现参与人体代谢的肠道细菌

近日，由上海交大系统生物医学研究院等5家国内外科研和医疗机构的科学家组成的研究团队，经3年联合攻关，在肠道菌群与人体健康关系的研究中取得重要进展。研究人员对一个四世同堂的中国家庭7位成员的肠道微生物组成和人体代谢特征进行了分析，鉴定出肠道内参与人体代谢过程的一些重要细菌。其研究成果日前发表在国际权威学术杂志《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。 生活在人体肠道内数以万亿计的细菌被统称为“肠道菌群”，它们和人体有着密不可分的互利共生关系。肠道菌群的组成影响着每个人的健康。经研究发现，肠道菌群结构紊乱与糖尿病、肥胖症等诸多疾病有关。饮食、药物以及环境因素可以影响个体肠道菌群的组成。 肠道菌群能够参与人体内很多代谢过程，但究竟是哪些细菌在发挥重要作用，并且具体影响哪些代谢通路，人们对此了解还不够深入。因为，在一个活的人体内观察人体与菌群之间细微的相互作用是十分困难的。一方面，肠道菌群数量巨大、种类繁多，而且绝大部分尚未被人类培养；另一方面，对于人体尿液中大量代谢物的定量检测也是一个技术难题。近年来，从基因组到代谢组技术的发展，为解决上述难题提供了新的手段。 上海交大系统生物医学研究院、浙江大学第一附属医院、英国帝国理工大学、国家人类基因组南方研究中心和中科院武汉物理与数学研究所5个科研和医疗机构的科学家们，组成多学科交*研究团队。研究人员利用基因组技术，全面深入地刻画了这7位中国家庭成员肠道菌群的组成结构，发现他们尽管属于同一个家庭，遗传背景彼此相关、生活环境相似，但每一个个体仍然具有其特有的肠道菌群结构特征。同时也发现，中国人的肠道菌群结构与美国人有明显差异，这表明：在比较两个国家各种疾病发生的风险时，除了考虑遗传差异，还必须要考虑肠道菌群的差异。 同时，研究人员利用代谢组技术分析人体尿液中代谢物的组成，初步发现了肠道内某些特定细菌与人体尿液中的某些代谢物呈显著的相关关系，表明这些肠道细菌对人体健康特别重要。例如，人体肠道内共有的一种属于厚壁菌门梭菌科的“友好”细菌，与人体8种代谢物质有相关性，表明这种细菌在参与宿主多种代谢过程中有着重要作用。 这项新的研究成果，为人们将来充分认识不同的肠道细菌如何影响机体代谢过程，譬如如何将食物转化成能量、如何维持细胞存活等问题迈进了一大步。今后，人们也可以利用肠道菌群结构的分子标记，诊断人类代谢是否正常或偏差的程度；可以发明以肠道细菌为靶点的药物，纠正紊乱的菌群结构，治疗多种疾病。
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