2024年09月11日，厦门大学郭浩教授团队在《Cell Host & Microbe》发表Preview题为“Conversation between host and gut microbiota unveils a “silver bullet” therapeutic option for chemotherapy”（Q1, IF=20.6），总结Cell Host & Microbe杂志本期宿主和肠道微生物群之间在化疗的方案。![]()
化疗与肠道菌群失调和胃肠道损伤的诱导有关。Anderson 等人证明了化疗诱导的上皮细胞凋亡驱动微生物群失衡和转录重新布线，这反过来又会延迟肠道恢复。
Anderson 及其同事采取了截然不同的方法，将化疗药物诱导的肠道损伤与肠道细菌变化联系起来。他们进一步阐明了化疗期间肠上皮细胞凋亡、肠道损伤和微生物群紊乱的相互作用以证明控制胃肠道的抗生素失调变化可能是减少化疗性肠道损伤发生的治疗方法。细胞凋亡是否与微生物群落相互作用？为回答这个问题，分别对肠道微生物群和宿主细胞进行了非靶向元转录组学和代谢组学。将化疗治疗的微生物群与对照微生物群进行比较，需氧呼吸基因特征显著丰富，而细菌代谢相关基因（主要是嘌呤代谢相关基因）发生了很大的改变。为了更严格地验证这种宿主对细菌的影响，作者设计了几个体外实验。首先，在大肠杆菌培养系统中使用用阿霉素或泛半胱天冬酶抑制剂或两者处理的肠上皮细胞上清液，并证实阿霉素在细胞凋亡诱导和嘌呤代谢重新布线时增加有氧呼吸，这与体内数据的观察结果相似。之后，为了揭示哪些代谢物是这一过程中的关键因素，作者进行了代谢组学，产生了一系列候选物，包括各种核苷酸化合物或衍生物。支持这些代谢物发挥的核心作用，3 或 6 代谢物混合物的施用足以呼应化疗驱动的菌群失调中发生的转录重编程，突出了细胞凋亡诱导代谢物的选择成员在触发微生物群转录组重塑中的重要性。到目前为止， 体内和体外实验证据表明，阿霉素诱导的肠道损伤会触发肠道微生物群基因的重新布线，但这种重新布线在重建肠道微生物群落中起到什么作用？它是否直接驱动肠杆菌科的扩张？为了解决这个问题，作者分别在大肠杆菌中突变了厌氧呼吸相关基因和嘌呤水解酶基因， 并确定了突变菌株与野生型菌株相比在用阿霉素处理的小鼠中的定植能力。这些结果支持了肠杆菌科转录谱改变促进其扩增的观点。尽管作者已经让我们更清楚地了解了在化疗引起的胃肠道毒性情况下宿主如何影响肠道微生物群，但问题仍然存在，这种菌群失调是否反过来会影响疾病的严重程度或组织恢复。使用革兰氏阴性抗生素氨曲南消耗肠杆菌科种群可加速阿霉素诱导损伤的愈合。在无菌小鼠中，有或没有大肠杆菌的微生物群重建提供了进一步的支持证据，证明肠杆菌科大量繁殖特别导致了这种疾病。这一发现通过靶向肠道微生物群为化疗引起的粘膜炎的先发制人治疗开辟了新的研究途径。Anderson 等人对了解化疗损伤后肠道细胞凋亡和肠道微生物群之间的间通讯的贡献代表了一种有趣且富有成效的方法，也是未来将肠道微生物群作为化疗期间“灵丹妙药”治疗选择的转化研究的路线图。他们还为回答微生物组领域长期存在的“先有鸡还是先有蛋”的问题树立了榜样：生态失调还是疾病，哪个先来？Anderson 等人用一系列数据证明，化疗诱导的肠上皮细胞凋亡是微生物失衡的上游驱动因素，这反过来又加剧了疾病并延迟了肠道恢复。
通讯作者
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郭浩，厦门大学生命科学学院教授。研究方向：肠道微生物菌群是寄居在肠道内的数以亿计的微生物总合，包括细菌、真菌、病毒等。肠道微生物菌群具有庞大的基因组组成，使其逐步形成一个多样化的生态系统。肠道微生物与其所产生的大量的多样的代谢产物可以影响机体许多器官的功能，并且帮助维持机体免疫系统的稳态。肠道微生物菌群的调节失衡与多种疾病的发生发展密切相关。本课题组致力于研究肠道微生物菌群在不同疾病模型(包括辐射损伤、肠炎、病毒感染、肿瘤等)中的功能，并尝试研发与肠道微生物和代谢产物相关的疾病诊断和治疗方法。
