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      腸道細菌的單一遺傳變化會改變宿主的新陳代謝
      
			
      
				2019-04-08 09:10:15
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      科學家們發(fā)現(xiàn)，刪除特定腸道細菌菌株中的單個基因會導致小鼠新陳代謝發(fā)生變化，體重增加減少，eLife雜志的一項研究表明。該研究為了解微生物組(生活在我們體內(nèi)的細菌)如何影響新陳代謝提供了重要的一步。
      

      腸道細菌的單一遺傳變化會改變宿主的新陳代謝
      

      眾所周知，微生物組影響肥胖癥和糖尿病等代謝疾病的發(fā)展。但是，雖然這些關聯(lián)是眾所周知的，但微生物組影響新陳代謝的具體方式難以破譯。這是因為腸道含有許多種細菌，產(chǎn)生許多不同種類的代謝物。解開他們不同的影響是一項重大挑戰(zhàn)。
      

      在這項研究中，研究人員使用一種“遺傳手術(shù)刀”從微生物組中去除特定基因，然后研究這種變化對宿主代謝的影響。他們決定專注于一組天然存在于人體腸道中的物質(zhì)，稱為膽汁酸。膽汁酸池中的不平衡被認為有助于飲食誘導的肥胖。然而，哪些特定膽汁酸導致這些影響的問題仍不清楚。
      

      為了解決這個問題，該團隊專注于一類稱為膽汁細菌酶的鹽水解酶。“以前的研究表明，這些水解酶在調(diào)節(jié)宿主代謝方面發(fā)揮著重要作用，但不完全是如何，”資深作者，美國哈佛醫(yī)學院生物化學與分子藥理學系助理教授Sloan Devlin解釋說。“我們采用了一種新方法，通過控制小鼠腸道中選擇性膽汁鹽水解酶的活性來了解這些酶的作用。”
      

      在鑒定出只能代謝某些類型的膽汁鹽的膽汁鹽水解酶的細菌物種后，他們產(chǎn)生了兩種細菌菌株 - 一種含有水解酶，一種沒有 - 并將它們引入無菌小鼠。正如所希望的那樣，他們發(fā)現(xiàn)用水解酶缺陷菌株定植的小鼠在其腸道中具有更高量的某些未代謝的膽汁鹽。
      

      他們接下來研究了改變特定膽汁鹽水平對小鼠代謝的下游影響。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，用缺乏水解酶的細菌定植的小鼠比用正常細菌定植的小鼠獲得的重量更輕。他們還發(fā)現(xiàn)動物的血液和肝臟中的脂肪和膽固醇含量低于含有水解酶的動物，并且他們傾向于代謝脂肪而不是碳水化合物來代替能量。
      

      遺傳分析顯示，除了與代謝相關的改變外，控制晝夜節(jié)律和免疫反應的基因也發(fā)生了變化。這表明由細菌引起的膽汁酸改變可導致宿主更廣泛的變化。
      

      “以前的研究表明，微生物組作為一個整體會影響新陳代謝，但我們的論文提供了更多的還原觀點，”Devlin教授總結(jié)道。“通過顯示刪除單個基因?qū)е滤拗鞔x的下游變化，我們將此特定基因確立為未來藥物開發(fā)的潛在目標，并為更全面地了解微生物組如何影響代謝提供了一步。”
      
			

			
        
      
			
      
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