一文读懂肠道菌群与疾病之间的神秘关联！

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新闻阅读：New research suggests gut bacteria may be linked to high blood pressure and depression

近日，在美国心脏协会2019年高血压科学会议上，来自佛罗里达大学的科学家们报告了他们的最新研究成果，研究者发现，高血压患者与高血压联合抑郁症患者机体肠道菌群存在一定差异。

图片来源：American Heart Association

研究者Bruce R. Stevens表示，人类是由数量大致相同的细胞和细菌组成的综合体，肠道菌群的生态与机体生理和大脑之间存在一定的相互作用，这就会使得一些人患上高血压和抑郁症。

未来卫生健康专家或许就能靶向作用机体肠道来抑制、诊断并选择性地治疗不同形式的高血压。目前研究人员有望基于当前研究结果开发新型疗法来改善对疗法耐受的高血压患者的治疗，大约有20%的高血压患者对疗法并无反应，甚至是对多种药物都没有反应。

doi：10.1016/j.immuni.2018.09.017

多年以来，科学家们一直在研究栖息于人类机体肠道中的不同细菌群落是如何对机体功能产生显著影响的，包括机体免疫系统等；肠道菌群有时被称为“共生菌”，其存在于所有生活在一定功能平衡下的动物机体中，当这种平衡被打破后就会诱发宿主机体出现共生失调（commensal dysbiosis）的表现，比如疾病或药物，这常常与一系列疾病有关，甚至会降低机体的寿命，尽管科学家们进行了大量研究，但目前他们仍然并不清楚肠道菌群是如何影响机体健康的。

近日，一项刊登在国际杂志Immunity上的研究报告中，来自瑞士洛桑联邦理工学院的科学家们通过研究阐明了免疫系统出现问题后如何诱发宿主机体发生共生失调，从而促进年龄相关疾病的发生。

文章中，研究者对黑腹果蝇进行了相关研究，黑腹果蝇是一种常用来研究肠道菌群生物学特征的模式生物，研究人员想通过研究阐明肠道菌群和免疫系统之间的相互作用，他们重点对一种名为肽多糖识别蛋白SD（PGRP-SD）的受体蛋白进行研究，这种蛋白属于一类模式识别受体，2016年研究人员发现，PGRP-SD能够检测外源性细菌病原体，并刺激果蝇机体中的免疫系统抵御病原体的感染。

doi：10.1038/s41467-019-11370-y

研究人员发现，我们的饮食选择会削弱我们的肠道免疫系统，导致糖尿病的发展。越来越多的研究表明，在肥胖期间，我们的免疫系统经常对通过肠道组织"渗漏"并导致炎症的细菌成分做出反应。反过来，炎症会导致胰岛素抵抗，从而使人容易患糖尿病。

在一项近日发表在《Nature Communications》上的新研究中，多伦多综合医院研究所和病理学系大学健康网络(UHN)的Dan Winer博士和他的团队强调了高脂肪饮食如何影响肠道免疫系统中的B细胞，特别是那些生产一种叫做IgA的蛋白质的B细胞。

研究者表示，在肥胖期间，肠道中有一种B细胞的水平较低，这种细胞能产生一种名为IgA的抗体。IgA是由我们的身体自然产生的，对调节我们肠道中的细菌至关重要。它作为一种防御机制，帮助中和利用环境变化的潜在危险细菌，比如当我们摄入不平衡或脂肪含量高的食物时。

doi：10.1038/s41591-019-0509-0

多囊卵巢综合征(Polycystic ovary syndrome，PCOS)以雄激素过多、排卵功能障碍和多囊卵巢为特征，常伴有胰岛素抵抗性。而目前研究人员还不清楚PCOS患者发生排卵功能障碍和胰岛素抵抗的机制，这严重限制了相关药物和治疗方法的发展。

此前的研究发现代谢健康的改善与较高的微生物群基因含量和微生物多样性增加有关。因此，来自包括北京大学第三医院的乔杰院士与庞艳莉副研究员、北京大学医学部基础医学院姜长涛研究员在内的合作团队研究了肠道微生物群及其代谢产物对PCOS相关卵巢功能障碍和胰岛素抵抗的调节作用，相关研究成果发表在Nature Medicine杂志上。

doi：10.1016/j.cell.2018.09.055

近年来，肠道菌群（gut microbiota）与健康和几种疾病的病情有关。然而，仅少数研究探究了发生变化的肠道菌群是否能够直接影响疾病。在一项新的研究中，来自瑞典哥德堡大学萨尔格伦斯卡学院的研究人员证实肠道菌群能够影响细胞对胰岛素作出反应的方式，因而能够导致2型糖尿病，相关研究结果发表在Cell期刊上。

图片来源:Ara Koh et al.doi:10.1016/j.cell.2018.09.055

这些研究人员发现初治（treatment-naïve）的2型糖尿病患者的肠道菌群与组氨酸的不同代谢有关，其中组氨酸主要来源于饮食。这接着导致咪唑丙酸（imidazole propionate）形成。咪唑丙酸破坏细胞对胰岛素作出反应的能力。因此，降低细菌产生的咪唑丙酸数量可能成为一种治疗2型糖尿病患者的新方法。

doi：10.1126/scitranslmed.aat4301

多发性硬化症是一种自身免疫性疾病，即机体自身的免疫系统攻击并且破坏神经细胞周围的保护层，这种保护层由髓磷脂组成，而髓磷脂是一种由蛋白质和脂质构成的生物膜状结构，这就是为何到目前为止科学家们将寻找疾病靶点抗原的工作重点都聚焦于髓磷脂膜的成分上的原因了。

近日，一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中，来自苏黎世大学的研究人员通过研究表示，我们或许有必要拓宽研究视野，来更好地了解多发性硬化症的发病机制；研究者指出，T细胞能与名为GDP-L-海藻糖合酶的蛋白质反应，而该酶类在人类细胞和细菌细胞中形成，而研究人员在多发性硬化症患者的胃肠道菌群中也频繁发现这种酶类，研究者Mireia Sospedra说道，免疫细胞能在肠道中被激活，随后迁移到大脑中，当其遇到人类目标抗原的突变时就会诱发炎性级联反应。

doi：10.2337/dc18-0777

近日，来自昆士兰大学的科学家们通过研究阐明了糖尿病和机体肠道之间的关联，相关研究刊登于国际杂志Diabetes Care上，该研究或能帮助研究人员开发出新型疗法来减缓患者1型糖尿病的发展。研究者表示，肠道微生物组的改变或能帮助预测和监测机体疾病的进展。

Emma Hamilton-Williams博士说道，1型糖尿病常常是因胰腺组织遭到免疫攻击而诱发的一种糖尿病，此前研究人员推测肠道菌群和糖尿病进展之间可能存在一种未知的关系，而目前他们并未阐明机体胰腺功能和肠道菌群之间的直接关联。文章中，通过对参与者的粪便样本进行研究，研究者发现，肠道菌群的改变或许并不仅仅是疾病所引发的副作用，而其可能与糖尿病的进展有关。

doi：10.1096/fj.201900398RR

败血症是一种严重的疾病，可导致器官衰竭甚至死亡。发表在FASEB杂志上的一项新的人体研究首次表明，脓毒症患者的肠道微生物群在器官损伤中起着重要作用。为了进行这项实验，研究人员首先比较了两组人的粪便微生物组成：一组患有败血症，另一组没有。他们观察到，与第二组相比，第一组的肠道微生物群在功能和组成水平上都发生了变化。

然后，研究人员将粪便移植到受体小鼠体内，诱导小鼠脓毒症，并检查小鼠的器官损伤。尽管所有小鼠均已感染脓毒症，但第一组粪便移植小鼠的肝脏损伤比第二组粪便移植小鼠更为严重。这些初步发现表明，肠道微生物群可能有助于人们从败血症中恢复。

doi：10.1038/s41586-019-1443-5

魏茨曼科学研究所的研究人员在老鼠身上进行的研究发现，肠道微生物（统称肠道微生物群）可能会影响肌萎缩侧索硬化症(ALS)的进程，也被称为卢伽雷氏症。研究人员发现，小鼠接受了某些肠道微生物株或已知由这些微生物分泌的物质后，一种类似ALS的疾病的进展变慢，初步结果表明，该菌群调节功能的发现可能适用于ALS患者，相关研究成果于近日发表在Nature上。

"我们长期以来的科学和医学目标是阐明微生物群对人类健康和疾病的影响，而大脑是一个迷人的新领域，"免疫学教授Eran Elinav说道。他的团队与计算机科学与应用数学系的Eran Segal教授一起进行了这项研究。Segal解释说："越来越多的证据表明，微生物群影响大脑功能和疾病，我们想研究它在ALS中的潜在作用。"

doi：10.1038/s41596-018-0064-z

近日，一项刊登在国际杂志Nature Protocols上的研究报告中，来自厄勒布尔大学等机构的科学家们通过研究花费了10多年开发了一种新方法，该方法能研究肠道菌群代谢如何影响机体的健康；这种方法能用于代谢组学研究，即通过化学分析的方法来解析细胞代谢中数千种分子的详细信息。

2016年发表在Nature杂志上的一篇研究报告中，研究人员就利用这种方法阐明了肠道菌群代谢和糖尿病发生之间的关联；在这种新方法的帮助下，研究人员就能对来自一份血液样本中的的2000种代谢产物进行分析，代谢产物是一种在机体代谢过程中形成的微型分子，包括氨基酸、脂质和糖类分子等。

研究者Tuulia Hyotylainen教授说道，收集数据是进行分析的重要一步，但却并不总是像实际数据分析那样需要那么多时间，而且收集到的大量数据还需要与生物学和医学问题联系起来。这项研究中，研究人员就对其工作方法进行了详细描述，通常情况下，一篇科学论文的方法部分很难被其它研究人员所复制，特别是在具有大量数据的复杂研究中。科学方法和研究结果同样重要，因此利用可靠的方法来得到高质量的数据也是非常重要的。