近日,国内学者在《Gut Microbes》发表论文Symbiotic probiotic communities with multiple targets successfully combat obesity in high-fat-diet-fed mice,研究为设计多菌株组合提供了新的视角,这可能有助于未来在肥胖和其他复杂疾病上实现更大的治疗效果。
近年来,益生菌作为研究的活跃领域,为疾病治疗提供了新颖的治疗方法。然而,像癌症、心血管疾病和肥胖这样的主要疾病通常都是复杂且多因素的。2004年,Morphy等人提出了多靶点治疗策略,这种策略可以通过对多个靶点实现协同效应,提高疗效并减少副作用。从那时起,多靶点益生菌组合成为了研究趋势,并有望为治疗多因素疾病带来更好的治疗效果。
然而,在细菌群落中,负面相互作用占主导地位,而合作——两种物种相互受益——通常是罕见的。Weiss等人测试了一组在小鼠肠道中定居的12种细菌物种,量化了成对的相互作用,结果显示66种测量的相互作用中没有一种是合作性的,只有一种是共生的。Venturelli等人也在人类肠道细菌的体外研究中证明了负面相互作用的普遍性。因此,多菌株组合可能由于负面相互作用而恶化治疗效果。例如,Bubnov等人表明,单独给予益生菌VKL和VKB都能减轻超重小鼠的体重,但它们的混合物没有效果。相比之下,Daniel等人设计了一个细菌群落(GUT-103),形成了一个代谢依赖网络,互补彼此的代谢需求。成功地预防和治疗了实验性结肠炎。这些发现表明,设计具有多靶点治疗的共生益生菌群落(SPC)是一个挑战。此外,考虑物种间的相互作用至关重要,因为这可能促进具有可预测治疗效果的有前景的多菌株组合。
本篇文章选择了肥胖症,这是一种发病率高且发病机制复杂的疾病,并开发了针对多个靶点的SPC,以促进有效的抗肥胖治疗。
图3 . 共生益生菌群落 (SPC),通过体外和体内筛选选择多个靶点。
图 4. GSMM 分析 – 共存和潜在的微生物代谢相互作用。
刘智,男, 1975 年生,汉族,湖北黄冈。1993 年进入南京农业大学微生物学系学习, 1997 年保送硕博联读,从事分子环境微生物学研究,博士研究为克隆农药残留降解基因,构建能够同时降解不同农药的基因工程菌株。成果发表了论文,获发明专利授权,并成功转化为产品,且获得“国家新产品”和“国家科学技术进步奖二等” 。2002 年底获理学博士学位,进入华中科技大学生命科学与技术学院做博士后研究, 期间从事抗癌药物紫杉醇生物合成的分子机理研究,获中国博士后基金资助, 成果发表多篇论文, 并申请发明专利。2005 年赴美国宾西法尼亚大学医学院工作,从事病原微生物毒力基因表达与宿主以及环境信号应答之间的分子机理研究, 先后在 PNAS(4 篇)、 Nucleic Acids Research 、 MBio、 Molecular Microbiology,以及 Infection and Immunity 等国际权威期刊发表,同时, 多篇论文多次受到同行专家的专题推荐。2014年获得中组部“青年千人”计划(11 批)和中国农业科学院“青年英才”计划支持。2016 年到华中科技大学生命科学与技术学院工作。
陈卫华,职称职务 教授、博士生导师,学科专业 生物信息学、疾病基因组学、进化生物学,研究方向 系统生物学和转化医学。主要包括:1)通过家系分析和GWAS发现新的与肿瘤及自身免疫病致病相关的遗传因素;2)用机器学习方法整合/发现基因突变或表达signature,以建立可用于疾病风险预测和诊断的数学模型;3)通过整合公共数据库中的疾病组学数据发现致病新机制;4)开发可用于肿瘤/自身免疫病研究、药物研发的生物信息学方法/工具。此外,本人还将开展以energy efficiency为核心的进化生物学研究(详见本人Nature Communications 2016文章,PMID:27098217)。