腸道微生物,，也就是我們通常所說(shuō)的“腸道菌群”，其在機(jī)體中的數(shù)量超過(guò)人體自身細(xì)胞的10倍以上,，腸道菌群對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)代謝,、人體自身發(fā)育、免疫及疾病的發(fā)生等都非常重要,。

近年來(lái),，腸道菌群已成為科研界最為為火爆的研究領(lǐng)域之一，隨著研究深入，很多科學(xué)家們都發(fā)現(xiàn)腸道微生物和多種疾病的發(fā)病直接相關(guān),。如今腸道菌群和腫瘤免疫療法,、CRISPR基因編輯技術(shù)，已然比肩成為生命科學(xué)研究的最熱點(diǎn),。

那么小小菌群,，究竟有何魔力，能夠成為科學(xué)家們競(jìng)相追逐研究的熱點(diǎn)呢,？本文中小編就盤點(diǎn)了相關(guān)研究來(lái)闡明腸道菌群到底為此之火,？

【1】Nature：揭示腸道菌群變化導(dǎo)致肥胖機(jī)制

doi：10.1038/nature18309

上萬(wàn)億個(gè)微生物棲息在我們的腸道中。肥胖與我們腸道細(xì)菌變化相關(guān)聯(lián),，但是其中的機(jī)制是不清楚的,。在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院和丹麥哥本哈根大學(xué)的研究人員鑒定出腸道菌群變化如何導(dǎo)致肥胖,。相關(guān)研究結(jié)果于2016年6月8日在線發(fā)表在Nature期刊上,，論文標(biāo)題為“Acetate mediates a microbiome–brain–β-cell axis to promote metabolic syndrome”。

在早前的一項(xiàng)研究中,，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院主任醫(yī)師Gerald I. Shulman博士已觀察到一種短鏈脂肪酸,，即乙酸，刺激嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)的胰島素分泌,。在這項(xiàng)新的研究中,，為了更多地了解乙酸的作用，Shulman和他的團(tuán)隊(duì)在肥胖模式嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)開展一系列實(shí)驗(yàn),。

研究人員比較了乙酸和其他的短鏈脂肪酸,，發(fā)現(xiàn)在攝入高脂肪食物的嚙齒類動(dòng)物體內(nèi)存在更高水平的乙酸。他們也觀察到灌注乙酸也會(huì)刺激胰腺中的β細(xì)胞分泌胰島素,，但是仍然不清楚這是如何實(shí)現(xiàn)的,。

【2】Science：揭秘基因和腸道菌群相互作用引發(fā)炎性腸病的分子機(jī)制

doi：10.1126/science.aad9948

近日，刊登在國(guó)際雜志Science上的一項(xiàng)研究報(bào)告中,，來(lái)自美國(guó)的一組研究人員通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)了人類機(jī)體中兩種缺陷性基因和一類有益細(xì)菌釋放的信息及腸易激綜合征之間的關(guān)聯(lián),，文章中研究者利用小鼠、離體人類細(xì)胞及人類腸道中的脆弱擬桿菌進(jìn)行研究,。

此前研究中研究者發(fā)現(xiàn),，脆弱擬桿菌（Bacteroides fragilis）是機(jī)體的一種有益菌群，其帶來(lái)的益處遠(yuǎn)大于對(duì)機(jī)體的損傷,，其他研究人員發(fā)現(xiàn),，克羅恩病患者機(jī)體中缺失兩種名為NOD2和ATG16L1的基因，這兩個(gè)基因的缺失會(huì)誘發(fā)機(jī)體腸道發(fā)生炎癥,，研究者目前并不清楚這種缺失的基因如何誘發(fā)疾病的發(fā)生,，但在本文中研究者就取得了突破性的進(jìn)展,。

這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)對(duì)小鼠進(jìn)行遺傳改造使其攜帶人類缺失的NOD2和ATG16L1基因,，隨后研究者仔細(xì)觀察小鼠機(jī)體的變化,，研究者表示，當(dāng)將脆弱擬桿菌引入到?jīng)]有缺陷性基因的小鼠腸道中后,，該細(xì)菌實(shí)際上可以幫助抑制和克羅恩病及腸易激綜合征患者機(jī)體的炎性反應(yīng),；但實(shí)際上研究者發(fā)現(xiàn)這種細(xì)菌會(huì)釋放特殊的外膜囊泡結(jié)構(gòu)（OMVs），而這些囊泡結(jié)構(gòu)中就包含有可以抑制機(jī)體炎性反應(yīng)的免疫調(diào)節(jié)分子,；在攜帶NOD2和ATG16L1基因的小鼠機(jī)體中,，這種免疫調(diào)節(jié)分子就不會(huì)促進(jìn)免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用，這就意味著這些缺失性的基因或許可以促進(jìn)機(jī)體腸道的炎性問題,。

【3】Science新研究：腸道菌群互相競(jìng)爭(zhēng) 保證腸道生態(tài)穩(wěn)定

DOI：10.1126/science.aad2602

最近一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)人類腸道中的菌群生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜多樣,，不同菌群之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系幫助維持了腸道生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定，這對(duì)于保持人類機(jī)體健康是必不可少的,。來(lái)自英國(guó)牛津大學(xué)的科學(xué)家們?cè)趪?guó)際學(xué)術(shù)期刊Science上發(fā)表了相關(guān)研究結(jié)果,，他們建立了數(shù)學(xué)模型用于研究人類腸道中成百上千種細(xì)菌如何能夠成功共存。

在他們的研究中,，研究人員證明不同種類細(xì)菌之間的協(xié)作關(guān)系會(huì)擾亂菌群生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定,，這與之前大眾的推測(cè)恰好相反，而益生細(xì)菌之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系反而會(huì)通過(guò)負(fù)反饋回路抵消菌群多樣性造成的不穩(wěn)定,，從而使腸道生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定,。

研究人員推測(cè)，人類可能通過(guò)許多種方式干預(yù)了腸道生態(tài)系統(tǒng),，扮演了'生態(tài)系統(tǒng)工程師'的角色,，幫助維持了腸道系統(tǒng)的天然穩(wěn)定性。

【4】腸道菌群對(duì)大腦發(fā)育和行為影響成研究熱點(diǎn)

自從Rebecca Knickmeyer與她最新的大腦研究項(xiàng)目參與者相識(shí)以來(lái),，時(shí)間已過(guò)去了1年,。Knickmeyer是美國(guó)北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校醫(yī)學(xué)院神經(jīng)學(xué)家，通過(guò)一連串的行為和性格測(cè)試,，她希望看到30名新生兒如何學(xué)會(huì)爬行,，并成長(zhǎng)為具有認(rèn)知能力的1歲兒童。

接下來(lái),，如果一切進(jìn)展順利，當(dāng)嘈雜的核磁共振對(duì)他們的大腦成像時(shí),，這些孩子應(yīng)該睡得很沉穩(wěn),。“我們希望一切都萬(wàn)無(wú)一失,?！盞nickmeyer 說(shuō),，“如果有孩子想要往門外闖，我們很清楚應(yīng)該做什么,?！?/p>

局面待轉(zhuǎn)

Knickmeyer希望從這些兒童檢查中看到其他一些令她興奮的東西，她還希望檢查這些孩子排泄物中的微生物群,，即寄居在他們腸道內(nèi)的一系列細(xì)菌,、病毒和其他微生物。她的項(xiàng)目（被親切地稱為“便便研究”）屬于神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)研究規(guī)模較小并日益壯大的分支,。神經(jīng)科學(xué)家希望通過(guò)相關(guān)研究了解寄生在嬰兒腸道內(nèi)的微生物是否可以改變大腦發(fā)育,。

這項(xiàng)研究啟動(dòng)的時(shí)刻很關(guān)鍵。越來(lái)越多來(lái)自無(wú)菌條件下培育動(dòng)物的數(shù)據(jù)表明,，腸道微生物可以影響動(dòng)物的行為,，并能夠改變大腦生理學(xué)和神經(jīng)化學(xué)特征。

【5】Cell Metabol：要減肥,，腸道菌群告訴你怎么吃

doi：10.1016/j.cmet.2015.07.001

來(lái)自查爾姆斯理工大學(xué)研究者的一項(xiàng)最新研究或可基于機(jī)體的腸道微生物來(lái)指導(dǎo)我們的飲食選擇,，這對(duì)于有效減肥及降低疾病風(fēng)險(xiǎn)非常重要，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Cell Metabolism上,，該研究首次成功揭示了機(jī)體代謝期間常見的腸道細(xì)菌相互作用的分子機(jī)制,。

文章中，研究者開發(fā)了一種新型數(shù)學(xué)計(jì)算平臺(tái),，其可以幫助預(yù)測(cè)不同病人對(duì)基于其機(jī)體腸道微生物組組成的修飾化飲食的反應(yīng),。研究者Jens Nielsen博士表示，這種方法或可幫助我們輕松鑒別出每一種細(xì)菌類型的代謝機(jī)制從而來(lái)幫助理解人類機(jī)體的代謝機(jī)制,。在人類消化系統(tǒng)中存在高達(dá)1000多種不同類型的細(xì)菌及其它微生物群落,，其中許多細(xì)菌都以一種或多種方式進(jìn)行代謝，而人類腸道微生物組的組成也會(huì)因個(gè)體不同而異,，究其原因研究者目前并不清楚,。然而過(guò)去很多年間研究者們進(jìn)行的多項(xiàng)研究表明，某些疾病和人類腸道微生物組之間存在著千絲萬(wàn)縷的關(guān)系,。

【6】Cell：改變腸道菌群 預(yù)防結(jié)腸癌

doi：10.1016/j.cell.2015.06.001

近日,，來(lái)自美國(guó)St.Jude兒童醫(yī)院的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)一種表達(dá)于免疫系統(tǒng)的基因在決定結(jié)腸癌侵襲性方面發(fā)揮著重要作用。他們發(fā)現(xiàn)這種叫作AIM2的基因發(fā)生缺失會(huì)導(dǎo)致小腸細(xì)胞增殖失控,，同時(shí),，研究人員還發(fā)現(xiàn)AIM2能夠影響腸道菌群，在腸道中增加'好'細(xì)菌的數(shù)量可能對(duì)于預(yù)防結(jié)腸癌的發(fā)生具有重要意義,。最近,，這一研究的相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊cell上，這些發(fā)現(xiàn)將在結(jié)腸癌的預(yù)防,，診斷和治療方面發(fā)揮重要作用,。

在該項(xiàng)研究中,，研究人員利用化合物處理小鼠模擬結(jié)腸癌的發(fā)生，在這一過(guò)程中,，他們發(fā)現(xiàn)AIM2功能活性明顯下降,，這一點(diǎn)也得到了結(jié)腸癌病人結(jié)果的支持。他們還發(fā)現(xiàn)利用遺傳學(xué)方法降低AIM2功能,，再結(jié)合化合物處理,，會(huì)產(chǎn)生更多的腸道腫瘤。研究人員的研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn),，AIM2除了發(fā)揮免疫學(xué)功能,，還能夠抑制小腸干細(xì)胞群的異常擴(kuò)張，而當(dāng)AIM2發(fā)生功能異常,，其對(duì)小腸干細(xì)胞異常增殖的抑制作用就會(huì)解除,。

【7】JCEM：腸道菌群多樣性高的個(gè)體不易患乳腺癌

doi：10.1210/jc.2014-2222

近日，來(lái)自美國(guó)國(guó)家癌癥研究所的研究人員通過(guò)研究表示,，絕經(jīng)后女性如果機(jī)體中攜帶有多樣化的腸道菌群,，那么其機(jī)體的雌激素代謝產(chǎn)物或許對(duì)其健康更加有益，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism (JCEM)上,。

從20世紀(jì)70年代開始,，科學(xué)家們就研究發(fā)現(xiàn)構(gòu)成腸道微生物組的腸道細(xì)菌會(huì)影響女性機(jī)體雌激素的功能，雌激素是女性機(jī)體最原始的性激素,；腸道細(xì)菌的定殖會(huì)決定雌激素產(chǎn)生后是存留在機(jī)體內(nèi)還是會(huì)隨著尿液和糞便而排出體外,，此前研究顯示，循環(huán)在機(jī)體中的雌激素和其代謝產(chǎn)物的水平和女性絕經(jīng)后患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)直接相關(guān),。

研究者James Goedert表示,，相比腸道菌群多樣性較低的女性來(lái)講，那些機(jī)體腸道菌群多樣化的女性,，其機(jī)體中的雌激素的代謝產(chǎn)物存留的水平往往較高,，這就暗示了含有較高水平雌激素的女性患乳腺癌的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)降低。隨后研究人員對(duì)招募的60名絕經(jīng)女性進(jìn)行研究,，分析了其尿液和糞便樣品,，這些女性的年齡都在55至69歲之間，在研究前的6至8周研究人員對(duì)其進(jìn)行了乳房x光檢查,，結(jié)果顯示正常,；對(duì)尿液和糞便樣品分析后研究人員表示，機(jī)體腸道菌群的多樣性和雌激素片段的比率直接相關(guān),，而后者則是乳腺癌的一個(gè)指示器,。

【8】科學(xué)家發(fā)現(xiàn)HIV病毒的幫兇：腸道菌群

doi：10.1016/j.chom.2014.07.003

近日，一項(xiàng)發(fā)表在國(guó)際雜志Cell Host & Microbe上的研究報(bào)告中,，來(lái)自杜克大學(xué)人類疫苗研究所的研究人員通過(guò)研究表示,，機(jī)體腸道中的正常微生物群或許在人類機(jī)體免疫系統(tǒng)抵御HIV感染的過(guò)程中扮演著重要作用，研究人員表示,，此前他們開發(fā)的抵御HIV感染的抗體并沒有有效地控制感染的發(fā)生,。

這些無(wú)效的抗體僅僅可以作用于病毒的外包膜gp41蛋白，而該蛋白可以很快發(fā)生突變,，而且HIV可以逃逸抗體的中和作用,，這也就表明，HIV在逃脫療法作用的過(guò)程中可能存在“幫兇”,，研究者推測(cè)這個(gè)“幫兇”或許是機(jī)體腸道中的天然微生物菌群,。

Barton F. Haynes博士表示，腸道菌群可以通過(guò)幫助機(jī)體免疫系統(tǒng)發(fā)育來(lái)維持機(jī)體健康,，同時(shí)也會(huì)刺激一些免疫細(xì)胞對(duì)細(xì)菌進(jìn)行監(jiān)視,，但是這項(xiàng)研究中我們卻發(fā)現(xiàn)同細(xì)菌相互作用的抗體也會(huì)和HIV的外膜發(fā)生交叉反應(yīng)。我們的機(jī)體可以通過(guò)天然B細(xì)胞的發(fā)育來(lái)抵御感染,，隨后機(jī)體會(huì)對(duì)病原體產(chǎn)生長(zhǎng)效記憶,，以便下次相同的病原體再次入侵時(shí)被機(jī)體的免疫細(xì)胞及時(shí)“殲滅”。

【9】腸道微生物竟是這樣在幕后操縱我們的胖瘦的

關(guān)于人類肥胖的根本原因,，我認(rèn)為以色列天才歷史學(xué)家尤瓦爾·赫拉利在其暢銷著作《人類簡(jiǎn)史：從動(dòng)物到上帝》中的描述,，最通俗易懂：

高熱量食物對(duì)人不好，但為什么老是戒不掉,？現(xiàn)今生活在富裕國(guó)家的人都有肥胖的問題,，肥胖癥幾乎像瘟疫一樣蔓延，還很快地將魔爪伸向發(fā)展中國(guó)家,。如果我們不想想采集者祖先的飲食習(xí)慣,，就很難解釋為什么我們一碰到最甜、最油的食物就難以抵抗,。當(dāng)時(shí)他們住在草原上或森林里,，高熱量的甜食非常罕見，永遠(yuǎn)供不應(yīng)求,。如果是個(gè)3萬(wàn)年前的采集者,，想吃甜食只有一種可能來(lái)源：熟透的水果。所以,，如果石器時(shí)代的女性碰到一棵長(zhǎng)滿甜美無(wú)花果的樹,，最明智的做法就是立刻吃到吃不下為止，否則等到附近的狒狒也發(fā)現(xiàn)這棵樹,，可就一顆也吃不到了,。于是，這種想大口吃下高熱量食物的直覺本能就這樣深植在我們的基因里,。就算我們今天可能住在高樓大廈,，家家戶戶的冰箱早就塞滿食物,，我們的DNA還記得那些在草原上的日子。正因如此,，我們才會(huì)不知不覺就吃完一整桶的哈根達(dá)斯,，可能還配著一大杯可口可樂。

【10】Science：腸道微生物調(diào)節(jié)腸炎新機(jī)制

DOI：10.1126/science.aad9948

腸道微生物最調(diào)節(jié)宿主的免疫系統(tǒng)以及在炎癥性腸炎（IBD）等疾病發(fā)病過(guò)程中發(fā)揮了十分重要的作用,。由于在同卵雙胞胎中該疾病的發(fā)病率一致性只有40%-50%,，因此遺傳-環(huán)境因素的相互作用對(duì)該疾病的發(fā)病具有重要的影響。DNA測(cè)序技術(shù)的發(fā)展使得我們能夠詳細(xì)地了解人體基因組的信息以及腸道微生物的基因組構(gòu)成,，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)在腸炎發(fā)病患者體內(nèi)腸道微生物的種類發(fā)生了慢性的變化,。

此前的研究發(fā)現(xiàn)：人體腸道中的一類叫做'脆弱類擬桿菌（B.A）'的共生菌對(duì)人體免疫系統(tǒng)具有正面的調(diào)控作用。在小鼠試驗(yàn)中,，該細(xì)菌能夠?qū)PS通過(guò)'OMV'的分泌小泡傳遞到宿主的腸道DC中,，進(jìn)而誘導(dǎo)DC分泌IL-10并促進(jìn)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞的分化。

來(lái)自加州理工大學(xué)生物工程學(xué)系的Sarkis K. Mazmanian針對(duì)'脆弱類擬桿菌'的這一機(jī)制在腸炎發(fā)病過(guò)程中的作用進(jìn)行了深入研究,，相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近一期的《Science》雜志上,。

【11】Science：腸道微生物竟然影響癌癥免疫治療效果

DOI：10.1126/science.aac4255

檢查點(diǎn)抑制劑是能夠喚醒免疫系統(tǒng)抵抗腫瘤的新型藥物，對(duì)癌癥的治療具有顯著的療效,。然而一些臨床結(jié)果表明該類藥物對(duì)一部分病人并沒有效果,。最近兩篇研究文章對(duì)此內(nèi)在的機(jī)理進(jìn)行了闡釋。作者們認(rèn)為這部分病人體內(nèi)的微生物種群存在異常,，因而不能正常地產(chǎn)生免疫反應(yīng),。

這兩項(xiàng)研究第一次將免疫檢查點(diǎn)抑制劑與腸道的菌群聯(lián)系起來(lái)。正常情況下,，免疫細(xì)胞表面的一些受體能夠限制其對(duì)自體組織進(jìn)行殺傷,。然而腫瘤組織同樣能夠激活這些受體，導(dǎo)致特異性的免疫細(xì)胞無(wú)法對(duì)其進(jìn)行識(shí)別與殺傷,。像ipilimumab等免疫檢查點(diǎn)抑制劑則能夠通過(guò)阻止腫瘤細(xì)胞對(duì)這些受體的激活而維持免疫細(xì)胞的活性,。

這項(xiàng)新的研究能夠改變醫(yī)生用藥的方式?！斑@兩篇文章證明了微生物能夠影響治療效果”,，來(lái)自NIH的過(guò)敏與傳染病研究所的免疫學(xué)家Yasmine Belkaid說(shuō)到。過(guò)去研究者們經(jīng)常專注于尋找患者基因組中的的突變,，并以此解釋為何免疫檢查點(diǎn)抑制劑藥物治療效果存在個(gè)體差異,。而如今的這兩篇研究指出除基因組之外，微生物可能也有同樣的影響,。

【12】Cell：腸道微生物可誘導(dǎo)機(jī)體減肥以應(yīng)對(duì)低溫影響

doi：10.1016/j.cell.2015.11.004

暴露于低溫下可以模仿運(yùn)動(dòng)的效應(yīng),，從而保護(hù)機(jī)體抵御肥胖并且改善代謝健康，刊登于國(guó)際雜志Cell上的一篇研究報(bào)告中，來(lái)自日內(nèi)瓦大學(xué)的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),，低溫對(duì)機(jī)體的有益健康效益或許部分是通過(guò)腸道微生物介導(dǎo)的,，低溫會(huì)明顯改變小鼠腸道中細(xì)菌的組成，而菌群的改變對(duì)于燃燒脂肪非常關(guān)鍵,，同時(shí)還可以幫助改善葡萄糖代謝及減肥,。

研究者M(jìn)irko Trajkovski教授表示，我們發(fā)現(xiàn)腸道微生物可以通過(guò)直接調(diào)節(jié)能量平衡來(lái)幫助我們機(jī)體適應(yīng)環(huán)境,，這對(duì)于我們開發(fā)新型方法來(lái)檢測(cè)是否靶向作用某些類別的微生物就可以幫助抑制機(jī)體肥胖及相關(guān)的代謝綜合征。肥胖中心的一種潛在的治療途徑就是促進(jìn)機(jī)體棕色脂肪和灰棕色脂肪的形成,，嬰兒機(jī)體中含有較高水平的產(chǎn)熱棕色脂肪來(lái)保護(hù)其抵御低溫環(huán)境的影響,，而近來(lái)科學(xué)家們也發(fā)現(xiàn)成年人機(jī)體中或許也會(huì)以灰棕色脂肪的形式來(lái)儲(chǔ)存棕色脂肪，低溫或者鍛煉就會(huì)促進(jìn)灰棕色脂肪的形成,，從而燃燒機(jī)體儲(chǔ)存的熱量,，保護(hù)哺乳動(dòng)物抵御低溫、肥胖以及代謝性障礙,。

【13】Science：華人科學(xué)家揭示腸道微生物不會(huì)感染人體自身的機(jī)制

來(lái)自愛丁堡大學(xué)MRC炎癥研究中心的科學(xué)家們揭示出了,，免疫系統(tǒng)阻止我們腸道中的細(xì)菌滲入血液中引起敗血癥一類全身性炎癥的機(jī)制。并幫助解釋了盡管在我們的腸道中自然存在大量的細(xì)菌,，我們卻不會(huì)遭受更多感染的原因,。研究發(fā)現(xiàn)有可能會(huì)改善對(duì)危及生命的感染的治療和預(yù)防。他們的論文發(fā)布在《科學(xué)》（Science）雜志上,。

由愛丁堡大學(xué)MRC炎癥研究中心領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們,，發(fā)現(xiàn)了一種幫助將細(xì)菌留在腸道中的機(jī)制。

研究發(fā)現(xiàn),，在這一過(guò)程中,，前列腺素E2（PGE2）起至關(guān)重要作用，它結(jié)合其受體EP4,，從而抑制了系統(tǒng)性炎癥的發(fā)生,。而其主要作用機(jī)制是激活體內(nèi)3型天然淋巴細(xì)胞（type 3 innate lymphoid cells (ILCs)）發(fā)揮作用，這種淋巴細(xì)胞可以分泌IL-22,，以維持機(jī)體腸道屏障的正常功能,，阻止全身性炎癥的發(fā)生。