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《细胞》:肠道细菌可拉酸或将成为热点分子

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发表于 2017-9-14 10:09:56 | 显示全部楼层 |阅读模式



肠道微生物菌群的组成状态对宿主动物及人类的健康乃至衰老起了相当大的作用。基于改善肠道菌群的各种治疗以及养生生物制品的开发似乎前景广阔。其中最直接的就是各种类型的益生菌和粪便植入治疗方法。


2017年6月15日,美国贝勒医学院王萌教授团队在《细胞》发表了一篇题为“Microbial GeneticComposition Tunes Host Longevity”的文章,首次系统研究了共生细菌与宿主衰老的关系。通过分析了3983个大肠杆菌突变菌株,确定出29个细菌基因或许可影响宿主寿命。也就是找到29个和长寿关系密切的大肠杆菌基因,调控和改变这些基因表达就可以影响宿主寿命,提示未来可以利用这样的策略延长人类寿命。这些细菌基因被证实参与多种调控经典的衰老三大信号通路,例如胰岛素信号通路、雷帕霉素靶蛋白信号通路以及热量限制。其中有10几个细菌突变株甚至可以保护宿主动物免受随衰老而出现的肿瘤生长以及淀粉样蛋白-β的聚积,提示这些细菌基因可能会影响老年性痴呆的发生发展过程。


研究还发现,至少有5种细菌突变株益寿效果是通过增加生产一种叫做多糖可拉酸(polysaccharide colanicacid, CA)的化合物实现的,因为多糖可拉酸可以影响宿主的线粒体生理学以及脱折叠蛋白质反应。许多人对这种可拉酸不了解,但是对另外一种细菌多糖非常熟悉,那就是细菌内毒素或脂多糖LPS。可拉酸和LPS都属于来自细菌的化学信息,只是我们把炎症和发烧这种反应看成是疾病,所以我们会认为LPS是毒素。生物学上的毒和药往往是同一物质,毒是药物剂量过高的表现,在何时的剂量就是药物甚至是生理刺激因子。我一直认为,LPS就是一种激素分子,这种激素来自于细菌,能刺激我们的免疫细胞发生受体激活反应。到今天我们仍然继续研究这种效应的细节,当然更多情况是把这种效应看成疾病。

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 楼主| 发表于 2017-9-14 10:10:18 | 显示全部楼层
肠道细菌对人体健康乃至长寿会产生影响已经存在许多研究证据,这一研究是在细菌基因层面,而不只是细菌的种类,显然有一定研究深度。而且在分子水平上从微生物代谢物到宿主线粒体两个层面研究了可以利用分子靶标,给促进人类健康和长寿研究带来了新思路。


通过调整菌群改善健康,最迷人的是我们不需要改动我们自身,只是对细菌进行调整,是借助环境或其他生物来促进健康,这样的策略相对更安全更让人接受。例如我们可以直接补充菌群,也可以通过调整饮食结构或补充特殊的细菌营养素来调解菌群类型和组成,达到改善健康甚至治疗疾病的目的。对肥胖、糖尿病、自身免疫性疾病、神经退行性疾病甚至延长寿命,只需要动动你的菌群就可以实现,这多么迷人!


为什么这个研究能在《细胞》发表,许多人有相关讨论。当然研究的设计和发现的结果都非常好是发表高水平论文的基础。具体这个研究,给人的意外比较多。首先是把肠道菌群推进到菌群基因层面。其次,虽然过去认为菌群和抗衰老和疾病有关系,但用线虫研究菌群的并不多,且对线虫的细菌进行了几乎全扫描基因序列分析,从其中找到的和表型关系密切的基因,并对这些基因进行了效应验证。尤其是通过这个研究,找到一种细菌成分和发挥抗衰老效应的关系。这给将来的研究提供了研究空间和想象力。例如可以直接使用这种化合物,看是否对哺乳动物也能产生抗衰老作用,如果有作用,是不是能如雷帕霉素、二甲双胍、热量限制等那样的抗衰老新范式。当然也需要确定这种分子的作用基础。从线粒体和分子折叠角度,也有许多研究空间。当然,其前提是这种分子真有抗衰老作用。


还有一种可能,这种多糖是否能被哺乳动物的肠道吸收,如果不吸收,则可能会被其他肠道细菌作为能量物质利用,产生氢气等其他代谢产物,通过继发代谢产物发挥作用。


Han, B. et al. Microbial Genetic Composition TunesHost Longevity. Cell. 2017.

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