隨著嬰兒呱呱墜地，就此人體與無菌環(huán)境告別。隨著呼吸、飲食，多種微生物進(jìn)入腸道，從此，它們與我們結(jié)緣，相伴一生。腸道微生物的數(shù)量比整個(gè)人體細(xì)胞還要多，而且它們種類也非常多，有500~1000種。很多研究證明，腸道微生物與人體健康密切相關(guān)，比如美國圣路易斯華盛頓大學(xué)的Jeffrey I.Gordon教授長期研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群失調(diào)與營養(yǎng)不良、肥胖癥、糖尿病等疾病息息相關(guān)。
2004年，B?ckhed F發(fā)現(xiàn)腸道微生物可調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物體內(nèi)脂肪的吸收與儲(chǔ)存，幫助調(diào)節(jié)體內(nèi)的營養(yǎng)代謝活動(dòng)。然而，對(duì)于“腸道微生物是如何幫助脂肪吸收與儲(chǔ)存的”這一問題一直未解。9 月1 日，發(fā)表在《Science》上的一項(xiàng)研究成果為人們揭開了答案。
美國德克薩斯大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心免疫研究所教授Lora V. Hooper在研究中意外發(fā)現(xiàn)，含有腸道微生物的正常小鼠小腸上皮細(xì)胞NFIL3轉(zhuǎn)錄因子的表達(dá)量比無菌小鼠要最高上調(diào)近70%，通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)，NFIL3恰能促進(jìn)小腸上皮細(xì)胞對(duì)脂肪酸的攝取與脂肪的儲(chǔ)存。為證明“腸道微生物通過調(diào)節(jié)NFIL3的表達(dá)來調(diào)節(jié)脂肪的吸收和儲(chǔ)存”這一猜測(cè)，Hooper用3種小鼠——正常小鼠、無菌小鼠以及NFIL3基因敲除小鼠進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。在小鼠高脂飲食10周后，發(fā)現(xiàn)無菌小鼠和NFIL3基因敲除的小鼠其脂肪的吸收和儲(chǔ)存顯著減少，并且體脂含量相當(dāng)，這證實(shí)了他們之前的猜測(cè)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，腸道微生物中帶有鞭毛的革蘭氏陰性細(xì)菌可產(chǎn)生鞭毛蛋白以及脂多糖等物質(zhì)，它們?cè)诘竭_(dá)腸粘膜內(nèi)部后與免疫細(xì)胞相互作用，通過一系列的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)小鼠小腸上皮細(xì)胞中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄因子3（STAT3）激活，抑制REV-ERBa 蛋白的表達(dá)，從而促進(jìn)脂肪的吸收與儲(chǔ)存（9月12日奇點(diǎn)網(wǎng)）。
過多的脂肪在體內(nèi)堆積不僅使身體肥胖，還會(huì)危害健康。隨著生活水平的提高，越來越多的人在忍受肥胖所帶來的疾病的困擾。這一發(fā)現(xiàn)有助于幫助科學(xué)家們研究通過調(diào)節(jié)腸道微生物來減少體內(nèi)脂肪，進(jìn)而使人們保持健康狀態(tài)。
腸道微生物不僅與腸道相關(guān)，它可謂神通廣大，在腸道里待著也不“安分”，甚至?xí)绊懙诫x它很遠(yuǎn)的大腦，這就像有些“牛人”，在家里待著照樣能夠“指點(diǎn)江山”。之前，有研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物能影響人類的飲食行為和飲食選擇，科學(xué)家猜測(cè)，腸道細(xì)菌可能部分通過大腦迷走神經(jīng)的作用來影響人們的飲食決定；另一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)是，自閉癥模型小鼠腸道微生物紊亂，可以通過補(bǔ)充脆弱擬桿菌對(duì)其治療；還有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，若將比較焦慮的小鼠體內(nèi)的腸道微生物移植到不焦慮的小鼠體內(nèi)，后者會(huì)表現(xiàn)出焦慮行為；等等。近期，科學(xué)家首次揭示了腸道微生物組與腦部杏仁核和前額葉皮層的microRNAs有關(guān)，揭示了腸道細(xì)菌是怎樣影響焦慮行為的。研究成果發(fā)表于8月25日《Microbiome》上。
愛爾蘭考克大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，沒有腸道微生物的小鼠腦部杏仁核中有103種microRNAs的水平發(fā)生變化，前額皮層中有31種microRNAs的水平發(fā)生變化。然而，增加腸道微生物會(huì)使一些microRNAs水平恢復(fù)正常。研究人員將較健康的成年大鼠腸道中的微生物消滅之后發(fā)現(xiàn)，microRNAs的變化類似于沒有腸道微生物的小鼠。Gerard Clarke博士說：“腸道微生物似乎會(huì)影響杏仁核和前額皮質(zhì)的microRNAs。這十分重要，因?yàn)檫@些microRNAs可能會(huì)影響對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和一些腦區(qū)（如杏仁核和前額皮質(zhì)）功能至關(guān)重要的生理過程，這些腦區(qū)與焦慮和抑郁有很大關(guān)聯(lián)。”他認(rèn)為，通過調(diào)節(jié)大腦中的microRNAs來治療精神疾病是可能的，但面臨一些挑戰(zhàn)，比如：需要找到安全、穩(wěn)定、能夠穿過血腦屏障化合物，然后作用于大腦中的特定位置。而他們的研究表明，可通過靶向腸道微生物來調(diào)節(jié)特定腦區(qū)的microRNA 并用于精神疾病治療是非常具有吸引力的（8月26日生物探索網(wǎng)）。
這些研究展現(xiàn)出腸道微生物在疾病治療方面的巨大應(yīng)用潛力，然而，腸道微生物并不是穩(wěn)定的，它們的豐度與分布也在隨時(shí)發(fā)生變化。9月15日，《Science》上刊登的論文報(bào)告了包括腸道微生物在內(nèi)的微生物在人類和其他動(dòng)物的作用下正以前所未有的速度發(fā)生全球大遷徙。
中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所研究員朱永官領(lǐng)銜的國際團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，近100 年來，隨著城市化和高強(qiáng)度集約化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人類通過廢棄物排放、旅游、全球運(yùn)輸?shù)葘⒋罅课⑸锛捌浠驇胄碌沫h(huán)境，大大改變了微生物的全球遷徙和分布，這正以一種不可預(yù)估的方式改變著我們的生活環(huán)境。研究結(jié)果認(rèn)為，污水排放是微生物發(fā)生全球大遷徙的重要推手之一。全球有35.9萬km2耕地依賴城市污水灌溉，沒有得到有效處理的占80%，它們?cè)谵r(nóng)業(yè)上使用不僅使得微生物在全世界流通，而且其攜帶的大量金屬、抗生素等化學(xué)污染物還會(huì)使微生物發(fā)生轉(zhuǎn)變，甚至成為“超級(jí)細(xì)菌”。此外，研究顯示，隨著全球化進(jìn)程的加快，人類在世界范圍的頻繁流動(dòng)也使腸道微生物在環(huán)境中的豐度和分布增加（9月18日科學(xué)網(wǎng)）。
腸道微生物與其他微生物都與人們的生活和健康緊密相連，朱永官說，“微生物遷徙沒有國界，小到沙石土壤，大到萬噸巨輪的壓艙水，都可以帶動(dòng)微生物的大規(guī)模遷移，潛移默化地影響著人類的環(huán)境與健康”。人類的活動(dòng)對(duì)微生物的影響已經(jīng)到了大規(guī)模、大尺度的狀態(tài)，正如朱永官所告誡的，這必須引起高度重視！
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