我们肠道中的“隐藏”微生物似乎是保持健康的关键
剑桥大学的研究人员发现,我们肠道微生物群中一类研究不足的细菌似乎在维持我们健康方面发挥着核心作用。
在剑桥大学研究人员领导的一项大型全球研究中,一种名为CAG-170的细菌群在健康人的肠道微生物组中反复大量出现。
CAG-170是一组肠道细菌,目前仅能通过其基因指纹来了解它们——科学家们至今仍无法在实验室中培养出其中的大多数细菌。
研究团队利用各种计算方法,在来自39个国家/地区的11000多人的肠道微生物组样本中寻找CAG-170的基因指纹。
他们发现,健康人群体内CAG-170的含量始终高于患有炎症性肠病、肥胖症和慢性疲劳综合征等疾病的人群。
对CAG-170的进一步分析表明,它们能够产生高水平的维生素B12,以及能够分解我们肠道中各种碳水化合物、糖类和纤维的酶。
研究人员认为,维生素B12很可能是支持其他种类的肠道细菌,而不是支持产生它的人类肠道。
研究结果表明,CAG-170未来有望作为肠道菌群健康的指标。同时,这些发现也为开发专门用于支持和维持肠道内CAG-170健康水平的新型益生菌铺平了道路。
领导这项研究的剑桥大学兽医系研究员亚历山大·阿尔梅达博士说:“我们的研究表明,CAG-170细菌——‘隐藏的微生物组’的一部分——似乎是人类健康的关键参与者,它们可能通过帮助我们消化食物的主要成分并保持整个微生物组的顺利运行来发挥作用。”
他补充道:“我们研究了来自39个国家、患有13种不同疾病(包括克罗恩病和肥胖症)的数千人的肠道微生物。我们一致发现,患有这些疾病的人肠道中CAG-170细菌的水平较低。”
该研究成果于今日发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。
1,揭开“隐藏的微生物组”的神秘面纱
这项研究建立在阿尔梅达之前的工作之上,旨在创建一个涵盖人类肠道微生物组所有基因组的综合参考目录,称为“统一人类胃肠道基因组目录”。他采用了一种称为“宏基因组学”的方法——本质上是一次性分析肠道中所有微生物的基因组,然后将其分解为各个物种的基因组。
这项研究揭示了超过4600种细菌,其中包括3000多种此前从未在肠道中发现的细菌——这表明“隐藏的微生物组”规模庞大,等待着人们去探索。该目录提供了每种细菌的“参考基因组”,包括CAG-170:这些参考基因组就像指纹一样,研究人员现在可以在其他肠道微生物组样本中寻找它们的踪迹。
“我们之前的研究表明,肠道微生物组中约有三分之二的物种此前是未知的。没有人知道它们在那里发挥什么作用——而现在我们发现,其中一些是人类健康中一个至关重要但却被低估的组成部分,”阿尔梅达说。
2,三条证据线
研究团队分析了来自39个国家(主要集中在欧洲、北美和亚洲)的11000多个人类肠道细菌样本。这些样本来自健康人群,以及患有13种不同疾病的人群,包括克罗恩病、结直肠癌、帕金森病和多发性硬化症。
通过将每个样本与统一人类胃肠道基因组目录进行比较,研究人员发现CAG-170细菌是与健康联系最紧密的“隐藏微生物组”的一部分——而且这一点在各国都是一致的。
研究团队还采用了第二种方法,利用计算机分析了6000多名健康人的肠道微生物群的完整组成,以探究哪些菌种最有可能维持肠道生态系统的平衡。在所有“隐藏微生物群”中的细菌中,CAG-170再次与健康呈现出最显著的相关性。
在第三项分析中,他们测量了肠道菌群失调患者(即肠道菌群失衡)肠道微生物组中CAG-170的水平。结果显示,肠道中CAG-170水平较低与肠道菌群失衡的可能性较高相关。肠道菌群失调与许多慢性疾病有关,包括肠易激综合征、类风湿性关节炎以及焦虑和抑郁。
3,治疗可能性
构成我们肠道微生物群的数十亿细菌约有4600种。虽然每个人的肠道微生物群组成各不相同,但功能却是一样的:维持我们身体的正常运转。
科学家们希望通过更深入地了解健康肠道菌群的构成,能够观察特定疾病患者的肠道菌群变化,并尝试通过包括定制益生菌在内的各种方法来纠正这种变化。这项新研究是实现这一目标的重要一步。
“益生菌行业并没有真正跟上肠道微生物组研究的步伐——人们仍然在使用几十年前就已存在的益生菌种类。我们现在发现了一些新的细菌群,例如CAG-170,它们与我们的健康有着重要的联系,而旨在支持这些细菌群的益生菌可能会带来更大的健康益处,”阿尔梅达说道。
迄今为止,研究肠道微生物组的科学家们主要关注的是那些可以在实验室培养并进行研究的细菌。大多数CAG-170肠道细菌并不属于这一类——因此,科学家们需要找到培养和测试它们的方法,以便将这些发现转化为新的潜在疗法。
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理论上不会有这种微生物的益生菌。
