人體微生物組與健康 216篇原創(chuàng)內(nèi)容 公眾號 
最新出版的《自然》雜志上,，來自普林斯頓大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)生活在人類消化道的微生物可以將抗糖尿病藥阿卡波糖滅活，這可能影響藥物對患者的療效以及對腸道微生物的影響,。
阿卡波糖是一種常用的抗糖尿病藥物,，通過抑制分解復(fù)雜碳水化合物的酶來幫助控制血糖水平?，F(xiàn)在,，普林斯頓大學(xué)研究人員Mohamed Donia的研究表明，口腔和腸道中的一些細(xì)菌可以使阿卡波糖失活,，并可能影響藥物的臨床性能及其對人體微生物群中的細(xì)菌成員的影響,，這篇論文發(fā)表在2021年12月2日的《自然》雜志上。“許多研究表明,，人類微生物群,，即生活在人體中和人體上的微生物的集合,，可以影響我們的健康、疾病以及對各種治療干預(yù)措施的反應(yīng)能力,?！逼樟炙诡D大學(xué)分子生物學(xué)系副教授Mohamed Donia說:“然而從分子機(jī)制水平進(jìn)行的研究仍然相對罕見——這正是我們在這項(xiàng)研究中要做的?！?/span>阿卡波糖最初是從土壤中的細(xì)菌中分離出來的,，這些細(xì)菌分泌阿卡波糖來阻礙環(huán)境中其他類型細(xì)菌的生長，從而使自己具有競爭優(yōu)勢,。天然的細(xì)菌產(chǎn)物和藥物阿卡波糖都能抑制a-葡萄糖苷酶,，這種酶由人類和細(xì)菌表達(dá)，可以將復(fù)雜的糖分解成可代謝為能量的形式,。但是產(chǎn)生阿卡波糖的細(xì)菌也表達(dá)一種解毒劑——一種叫做阿卡波糖激酶的酶,，它能修飾阿卡波糖，使其失去活性,。Donia和他的同事假設(shè)阿卡波糖失活的能力可能不僅僅是土壤細(xì)菌,，也可能被人類微生物群的細(xì)菌所利用。在與Donia合作的軟件工程師Abhishek Biswas的幫助下,，研究小組從人類微生物組中尋找可以導(dǎo)致阿卡波糖失活的酶的基因序列,。“我們的研究發(fā)現(xiàn)了70個潛在的相關(guān)基因,，”Balaich說,。為了探究這些新發(fā)現(xiàn)的基因的作用，研究人員選擇合成了一系列候選基因的DNA序列,，并純化了9種產(chǎn)生的酶,。進(jìn)一步的研究表明，在試管中,，除一種酶外,，所有酶的功能與阿卡波糖激酶相似，并阻斷了阿卡波糖的活性,。當(dāng)這些新發(fā)現(xiàn)的酶中最常見的基因被添加到一種通常缺乏阿卡波糖滅活酶的口腔細(xì)菌中,，這種細(xì)菌對阿卡波糖的作用產(chǎn)生了抗藥性。最后通過與普林斯頓大學(xué)的合作,，研究人員使用x射線晶體學(xué)探索這個新發(fā)現(xiàn)的酶,，它在結(jié)構(gòu)上類似于土壤細(xì)菌的阿卡波糖激酶。研究人員將新發(fā)現(xiàn)和特征化的人類微生物組蛋白家族稱為“microbiome-derived acarbose kinases（微生物組衍生的阿卡波糖激酶）”,，簡稱Maks,。表達(dá)Maks的細(xì)菌很可能對阿卡波糖有抗藥性。研究人員發(fā)現(xiàn)，人類消化道細(xì)菌中含有大量的Maks：它們主要存在于口腔和腸道細(xì)菌的三個大類中,，這三大類細(xì)菌在世界各地的人類中都很普遍,。這表明，許多人體內(nèi)可能存在能夠滅活阿卡波糖的細(xì)菌,。“這對我們來說是講不通的：為什么生活在健康人體內(nèi)的細(xì)菌會對阿卡波糖產(chǎn)生一種非常特殊的耐藥性機(jī)制,，這些人中絕大多數(shù)從未接觸過這種藥物?”Donia說。為了探索Maks是否會影響阿卡波糖治療糖尿病患者的有效性,，Donia得到了羅格斯大學(xué)應(yīng)用微生物學(xué)教授趙立平的幫助,。趙立平教授最近完成了一項(xiàng)人體臨床試驗(yàn)，探索飲食,、腸道微生物群和II型糖尿病之間的相互作用,。幸運(yùn)的是，在這項(xiàng)試驗(yàn)中,，一小部分群患者在沒有任何額外干預(yù)的情況下接受了阿卡波糖治療——這是一個理想的數(shù)據(jù)集,，可以探索Maks對阿卡波糖治療的潛在影響。“對本研究中的數(shù)據(jù)的重新分析表明,，與腸道微生物組不具有滅活阿卡波糖能力的患者相比,，腸道微生物組能夠滅活阿卡波糖的患者使用阿卡波糖的效果不好。”趙立平教授說,。盡管由于患者數(shù)目少導(dǎo)致需要謹(jǐn)慎對待這個發(fā)現(xiàn),，但它毫無疑問表明人類微生物組與臨床上重要的藥物之間存在意料之外的相互作用。未來,，將需要更大規(guī)模的臨床試驗(yàn)來確定微生物組中 Maks 的存在如何影響阿卡波糖對糖尿病的效果,。“我們早就知道細(xì)菌會使用阿卡波糖在土壤中競爭碳水化合物，我們?nèi)祟惤栌眠@種分子來治療糖尿病,，”多尼亞說,。“在我們的研究中,，我們發(fā)現(xiàn)細(xì)菌似乎也使用阿卡波糖樣分子在人體內(nèi)競爭,，導(dǎo)致這種藥物在人類微生物組成員中非常特異的耐藥機(jī)制廣泛傳播。這種機(jī)制可能會意外地影響糖尿病患者對這種藥物的反應(yīng),，并影響其對微生物組的影響,。這個復(fù)雜故事的揭示帶來的問題多于答案，我們很高興繼續(xù)探索它的分子細(xì)節(jié),?！?/span>“我認(rèn)為這項(xiàng)研究只是為了表明人類微生物組是一個如此有趣的研究領(lǐng)域，”Balaich 說,，“而且我們還有很多東西要研究,，比如這些細(xì)菌如何彼此相互作用以及如何與我們相互作用?！?/span>本文來源于：Oral and gut microbes can inactivate an antidiabetic drug, Princeton scientists find
鏈接：https://www./news-releases/938666 參考文獻(xiàn)：The human microbiome encodes resistance to the antidiabetic drug acarbose（DOI：10.1038/s41586-021-04091-0）,。 我們也對外提供腸道菌群16S檢測服務(wù)，如果你對自己的腸道菌群感興趣,，想檢測腸道菌群,，可以掃碼下面的二維碼購買。
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