2023-03-03
人體是一個由自身細胞和共生微生物細胞構成的超級生物體（Supra-organism），而(er)人體(ti)共生(sheng)(sheng)的(de)微生(sheng)(sheng)物數量和基因總數要(yao)(yao)比(bi)人體(ti)自身細胞數多(duo)得多(duo)，它(ta)們注定會對我(wo)們的(de)健康、行為(wei)和生(sheng)(sheng)理狀態等(deng)各方面都產生(sheng)(sheng)重要(yao)(yao)影響。
近10年(nian)來(lai)，腸道(dao)菌(jun)群(qun)已成為一(yi)個(ge)(ge)熱門研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)領域，相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)成果更(geng)是屢(lv)屢(lv)登上(shang)各大頂級期刊。大量的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)表明，腸道(dao)菌(jun)群(qun)與心(xin)血管、腫(zhong)瘤(liu)、神經、消化(hua)等(deng)多(duo)種(zhong)疾(ji)病(bing)的(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)生(sheng)(sheng)發(fa)(fa)展密(mi)切相(xiang)關，其因果關系也已得(de)到逐(zhu)(zhu)步揭示和明確。隨著(zhu)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)深入，我們(men)越來(lai)越認識到腸道(dao)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)在(zai)疾(ji)病(bing)的(de)(de)(de)(de)診斷治療(liao)、個(ge)(ge)性(xing)化(hua)營養(yang)等(deng)方面的(de)(de)(de)(de)重要(yao)意義，腸道(dao)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)組(zu)(zu)相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)科研(yan)投入也逐(zhu)(zhu)年(nian)大幅增加，而在(zai)全球范圍啟動的(de)(de)(de)(de)人體(ti)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)組(zu)(zu)計(ji)(ji)劃等(deng)一(yi)系列與腸道(dao)菌(jun)群(qun)密(mi)切相(xiang)關的(de)(de)(de)(de)重大研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)計(ji)(ji)劃，產(chan)生(sheng)(sheng)并積累了(le)(le)大量人源微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)數據信(xin)息，為后續更(geng)為深入的(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)提供了(le)(le)廣泛的(de)(de)(de)(de)支持，也為腸道(dao)菌(jun)群(qun)的(de)(de)(de)(de)產(chan)業(ye)化(hua)奠定(ding)了(le)(le)堅實的(de)(de)(de)(de)科研(yan)基礎。同時，隨著(zhu)高通量測序等(deng)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)組(zu)(zu)檢測技術的(de)(de)(de)(de)日(ri)益成熟，必將(jiang)帶(dai)動精(jing)準醫療(liao)、菌(jun)群(qun)靶向治療(liao)、病(bing)原微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)篩查(cha)、腫(zhong)瘤(liu)免疫冶療(liao)等(deng)腸道(dao)微(wei)生(sheng)(sheng)物(wu)(wu)(wu)組(zu)(zu)相(xiang)關產(chan)業(ye)的(de)(de)(de)(de)迅猛發(fa)(fa)展。
那么，新近的腸道菌群研究有哪些關鍵詞和熱門領域呢？小編特意收集了近期NCS知名期刊上，腸道菌群領域的熱門研究和新發現，帶您一覽腸道菌群研究新思路！
腫 瘤 目前有多項研(yan)究(jiu)(jiu)證明(ming)腸道(dao)微生物(wu)可以(yi)作為(wei)癌癥(zheng)發(fa)生和(he)治療應答的(de)重要生物(wu)標志物(wu)和(he)調節因子。腸道(dao)菌(jun)(jun)群(qun)(qun)代(dai)(dai)謝物(wu)作為(wei)宿主代(dai)(dai)謝反(fan)應的(de)信號分子和(he)底物(wu)，影響(xiang)著宿主生理、病理等過程。雖然(ran)宿主-菌(jun)(jun)群(qun)(qun)互作研(yan)究(jiu)(jiu)仍然(ran)具(ju)有各種挑戰，但基于(yu)代(dai)(dai)謝物(wu)研(yan)究(jiu)(jiu)已經確(que)定(ding)了多個(ge)與宿主健(jian)康相關的(de)可行(xing)的(de)微生物(wu)靶(ba)點。 Nature：菌群代謝物3-IAA或可增強化療療效 doi: 10.1038/s41586-023-05728-y 近期(qi)，一(yi)項發(fa)表在著(zhu)名期(qi)刊(kan)《Nature》上的(de)研究發(fa)現，通過分(fen)析(xi)胰腺導(dao)管腺癌(ai)（PDAC）患(huan)者樣本和小鼠模型實驗發(fa)現，腸道菌群的(de)一(yi)種色氨酸代謝(xie)物(wu)——3-吲哚乙酸（3-IAA）可(ke)能在化(hua)療(liao)治療(liao)PDAC的(de)療(liao)效中具有(you)關(guan)鍵作用，并揭示(shi)了其背(bei)后的(de)生(sheng)物(wu)學機(ji)制。 研究結果表(biao)明，腸道(dao)菌群通過代謝色氨酸(suan)產生的(de)(de)(de)3-吲(yin)哚乙(yi)酸(suan)（3-IAA）。它會增加(jia)腫瘤中(zhong)的(de)(de)(de)活性氧水平，導致癌(ai)(ai)細(xi)胞(bao)自噬作用(yong)被削弱，進而(er)促進化(hua)療對癌(ai)(ai)細(xi)胞(bao)殺(sha)傷作用(yong)。如(ru)果阻斷(duan)3-IAA相關的(de)(de)(de)通路，化(hua)療方案也(ye)就不起作用(yong)了。更重要的(de)(de)(de)是，通過飲食短期攝入(ru)色氨酸(suan)或(huo)者(zhe)直(zhi)接口服3-IAA，都(dou)可以增加(jia)胰(yi)腺癌(ai)(ai)人(ren)源(yuan)化(hua)小鼠模(mo)型的(de)(de)(de)化(hua)療效(xiao)果；而(er)且3-IAA聯(lian)合不同的(de)(de)(de)化(hua)療方案，或(huo)者(zhe)治療不同的(de)(de)(de)癌(ai)(ai)癥都(dou)有類似(si)的(de)(de)(de)效(xiao)果。這意味著，這個(ge)新(xin)發(fa)現有廣(guang)泛的(de)(de)(de)適用(yong)性。 這也(ye)充分表明，對腸(chang)道微生物和相(xiang)關(guan)代謝途徑之間的(de)相(xiang)互作用的(de)進一步理(li)解可能(neng)表明如(ru)何操縱微生物群來幫助癌癥(zheng)治(zhi)療。 實驗流程圖 3-IAA介導化療反應的機制 Immunity：石榴代謝產物或可提高免疫系統抗癌能力？ doi: 10.1016/j.immuni.2022.09.014 近期，一項發表在(zai)《Cell》旗(qi)下知名期刊《Immunity》上的研究發現，富含(han)鞣花單寧（如(ru)石(shi)(shi)榴、樹莓等）食物通過腸道菌群代謝會產生尿(niao)石(shi)(shi)素A（UA），進(jin)一步動(dong)物和體(ti)外(wai)實驗證實UA能(neng)激活線(xian)粒體(ti)自噬，促(cu)進(jin)TSCM擴增，為(wei)免疫系統提供恢復活力、不耗竭的T細胞(bao)，從而調控(kong)免疫系統來抑制癌癥(zheng)生長(chang)。 研究結果表明(ming)，尿石(shi)素A可以通(tong)過促(cu)激活線(xian)粒(li)體自噬來促(cu)進線(xian)粒(li)體的(de)循環和更新(xin)，讓T細胞中老化和受(shou)損的(de)線(xian)粒(li)體被去除并被新(xin)的(de)健康線(xian)粒(li)體替代。這一過程(cheng)改變了T細胞的(de)遺傳程(cheng)序(xu)，從而增加其對抗(kang)腫瘤的(de)能力。 研究(jiu)替代通過兩種方式證(zheng)明了尿石素A的(de)治療(liao)(liao)潛力：一(yi)方面，尿石素A作為食物(wu)，在臨床前小(xiao)鼠模型中限制腫瘤生長(chang)，還(huan)能(neng)與(yu)現有(you)的(de)免(mian)疫療(liao)(liao)法產生協同作用。另一(yi)方面，尿石素A在人類免(mian)疫細胞(bao)中同樣顯(xian)示了效(xiao)果，用尿石素A進(jin)行體外治療(liao)(liao)，可使人類T細胞(bao)恢復(fu)活(huo)力、減(jian)少耗竭(jie)，并(bing)產生T記憶干(gan)細胞(bao)。 Cell Metabolism：三陰性乳腺癌中，微生物代謝物氧化三甲胺促進抗腫瘤免疫 doi: 10.1016/j.cmet.2022.02.010 復旦(dan)大學(xue)腫(zhong)瘤(liu)(liu)醫院(yuan)以(yi)及復旦(dan)大學(xue)基礎醫學(xue)院(yuan)團隊，在Cell集團旗下的(de)(de)知(zhi)名期刊《Cell Metabolism》發表(biao)重磅研(yan)究(jiu)成果，研(yan)究(jiu)通過對三陰性(xing)乳腺(xian)癌患者乳腺(xian)腫(zhong)瘤(liu)(liu)微(wei)(wei)(wei)環(huan)境中(zhong)共生(sheng)菌(jun)以(yi)及代謝(xie)產物(wu)氧化三甲胺（TMAO）進行檢測，發現腫(zhong)瘤(liu)(liu)共生(sheng)菌(jun)借助TMAO作用于腫(zhong)瘤(liu)(liu)細胞(bao)，誘導其(qi)焦亡（Pyroptosis），繼(ji)而促進免(mian)(mian)(mian)疫細胞(bao)浸(jin)潤(run)，最(zui)終發揮抗腫(zhong)瘤(liu)(liu)免(mian)(mian)(mian)疫治療作用。因此，本(ben)研(yan)究(jiu)提(ti)出了微(wei)(wei)(wei)生(sheng)物(wu)組促進細胞(bao)微(wei)(wei)(wei)環(huan)境炎性(xing)浸(jin)潤(run)的(de)(de)一(yi)種(zhong)新(xin)機制，為(wei)提(ti)升特(te)異(yi)性(xing)免(mian)(mian)(mian)疫應答效率(lv)提(ti)供(gong)了全新(xin)的(de)(de)思路！ 本研究借(jie)助組學分(fen)析，檢(jian)測(ce)了TNBC患(huan)者(zhe)(zhe)IM亞(ya)型(xing)和(he)非IM亞(ya)型(xing)腫(zhong)瘤的(de)微生(sheng)物(wu)組成。結(jie)合(he)代謝數據探(tan)討了梭菌(jun)相關(guan)代謝產(chan)物(wu)TMAO在IM亞(ya)型(xing)患(huan)者(zhe)(zhe)腫(zhong)瘤中的(de)含量(liang)以及(ji)與微環境(jing)內免疫(yi)細胞和(he)免疫(yi)因子(zi)的(de)相關(guan)性。同(tong)時，本研究后續結(jie)合(he)大量(liang)體(ti)內、體(ti)外實(shi)驗(yan)以及(ji)分(fen)子(zi)生(sheng)物(wu)學實(shi)驗(yan)探(tan)討了TMAO能夠抑制TNBC腫(zhong)瘤生(sheng)長，提高免疫(yi)治療(liao)療(liao)效的(de)機(ji)制。最后，通過給小鼠喂食TMAO前體(ti)代謝產(chan)物(wu)膽(dan)堿(jian)(jian)證實(shi)補充膽(dan)堿(jian)(jian)攝入(ru)可以激活(huo)TNBC抗腫(zhong)瘤免疫(yi)，提高免疫(yi)治療(liao)療(liao)效。 TMAO通常被認為是能增加心血管等炎癥相關疾病風險的“有害”代謝產物，但是對于三陰性乳腺癌而言，似乎具有積極的抗腫瘤免疫作用 Immunity：在腸道菌群中加入特定類型的細菌，或能增強機體的抗腫瘤免疫力 doi: 10.1016/j.immuni.2021.11.003 近期(qi)，一項(xiang)發表在《Cell》旗(qi)下知名期(qi)刊(kan)《Immunity》上的研究發現，小鼠(shu)腸道微生物(wu)組中(zhong)常(chang)見的一種細菌或能為機體(ti)免(mian)疫(yi)系統“充電”從而幫(bang)助抵御(yu)結(jie)腸中(zhong)的癌細胞發展進程。 研究結果表明，肝螺旋桿菌（Helicobacter hepaticus）或能促進機體的適應性免疫反應，并促使輔助性T細胞和產生抗體的B細胞選擇性激活，并引發結腸腫瘤縮小從而延長小鼠的生存期。 這項突破性研究提供了充(chong)實的(de)證據，表明利(li)用(yong)機體腸道(dao)菌(jun)群來治療對常(chang)規藥物和免疫療法產(chan)生(sheng)耐受性的(de)晚期結腸癌腫瘤，是(shi)值得(de)(de)深(shen)入探(tan)究的(de)新方向。同(tong)時，本(ben)研究提示，改變腸道(dao)微生(sheng)物組或(huo)許并不(bu)必依賴于偶然性來獲(huo)得(de)(de)治療優(you)勢。與其(qi)使用(yong)糞便移植并希望獲(huo)得(de)(de)“正確(que)”的(de)微生(sheng)物組成，基(ji)于有益細菌(jun)所產(chan)生(sheng)的(de)分子來開(kai)發更有效(xiao)的(de)藥物療法，可能(neng)是(shi)未(wei)來基(ji)于菌(jun)群的(de)理想治療策略。 Science：微生物組衍生的肌苷調節對檢查點抑制劑免疫療法的應答 doi: 10.1126/science.abc3421 對部分癌癥而言，免疫檢查點阻斷（ICB）治療是一種有效的治療方法。一些腸道細菌已被證實與ICB療效增強有關，但其機制尚不清楚。這項在《Science》發表的研究中，研究者從ICB治療的大腸癌小鼠腫瘤分離菌中，鑒定出假長雙歧桿菌（Bifidobacterium pseudolongum）、約氏乳桿菌和某歐氏菌屬細菌等3種細菌，可在多種癌癥模型小鼠中，增強ICB的治療效果。其中，假長雙歧桿菌的代謝產物肌苷（Inosine），在共刺激信號的存在下，可促進抗腫瘤T細胞的活化。肌苷作用于T細胞表達的腺苷2A受體，在常規樹突狀細胞的共刺激下，可促進Th1細胞的分化和活化，從而增強免疫應答和ICB的治療效果；而在腸癌、膀胱癌和黑色素瘤小鼠模型中，補充肌苷可增強ICB療效。 在這(zhe)項(xiang)研(yan)(yan)究中，雖然細菌+ICB干預并不是對所有腫(zhong)瘤模型都(dou)有效，尚存(cun)在一定的(de)局限性，但是，本研(yan)(yan)究鑒定出(chu)的(de)能強化ICB的(de)微(wei)生物(wu)(wu)(wu)代謝(xie)物(wu)(wu)(wu)—免疫途徑(jing)，對于研(yan)(yan)發基(ji)于腸道微(wei)生物(wu)(wu)(wu)的(de)輔助(zhu)療法具有重要參考意義。
