機(jī)體所攝入的食物如何影響腸道微生物組的生化信號(hào)

很多年以來(lái)，科學(xué)家們一直在研究試圖闡明機(jī)體腸道微生物組如何影響人類健康的多個(gè)方面，比如機(jī)體免疫系統(tǒng)和精神健康等，但近日，來(lái)自馬里蘭大學(xué)和普渡大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)研究闡明了我們所攝入的食物如何影響腸道微生物組的生化信號(hào)過(guò)程，相關(guān)研究刊登于國(guó)際雜志Science Advances上。

本文研究中，研究人員分析了我們所攝入的食物及機(jī)體葡萄糖的產(chǎn)生和細(xì)菌群體感應(yīng)系統(tǒng)（quorum sensing）之間的關(guān)系，群體感應(yīng)系統(tǒng)主要涉及小型信號(hào)分子—自體誘導(dǎo)物（AI）的合成，其能被單一細(xì)菌所分泌但卻會(huì)協(xié)調(diào)不同細(xì)菌間的反應(yīng)，一旦AI的水平達(dá)到閾值，即發(fā)出細(xì)胞“群集”信號(hào)，AI信號(hào)就能被在細(xì)胞間傳輸，從而就能激活細(xì)胞中基因的表達(dá)，并且協(xié)調(diào)一些表型反應(yīng)。

文章中，研究人員通過(guò)對(duì)多種細(xì)菌分泌釋放的自體誘導(dǎo)物AI-2進(jìn)行研究，鑒別出了細(xì)菌群體感應(yīng)系統(tǒng)活性和腸道糖分代謝的關(guān)聯(lián)，細(xì)菌能利用磷酸烯醇丙酮酸依賴的糖分磷酸轉(zhuǎn)移酶系統(tǒng)（PTS）來(lái)攝取糖分，包括葡萄糖和果糖；在大腸桿菌中，名為HPr的磷酸化載體蛋白在進(jìn)行糖分運(yùn)輸上扮演著關(guān)鍵角色。

AI-2信號(hào)依賴于一種名為L(zhǎng)srK的酶類才能磷酸化，而磷酸化是一種特殊過(guò)程，即酶被激活來(lái)調(diào)節(jié)細(xì)胞中的蛋白質(zhì)功能，通常情況下，生物信號(hào)能夠利用所謂的磷酸化接力過(guò)程來(lái)改變細(xì)胞的行為。研究人員發(fā)現(xiàn)LsrK能夠結(jié)合HPr，這也就表明，細(xì)胞間的群體感性系統(tǒng)或許受到了糖分水平的影響。

研究者Sintim說(shuō)道，我們都知道HPr能夠調(diào)節(jié)葡萄糖的利用，這一部分我們是知道的，但如今我們也發(fā)現(xiàn)其還能夠調(diào)節(jié)細(xì)菌間的群體感應(yīng)系統(tǒng)；研究者表示，我們所攝入的食物（胃腸道中接下來(lái)的葡萄糖水平）或能影響微生物組所面對(duì)的信號(hào)類型，以及其向機(jī)體其它部位所發(fā)送的信號(hào)類型。

最后研究者表示，我們進(jìn)行這一領(lǐng)域的研究已經(jīng)很多年了，我們的**目標(biāo)就是闡明指導(dǎo)細(xì)菌和人類細(xì)胞關(guān)聯(lián)以及細(xì)菌特殊生理學(xué)過(guò)程的分子交流通路；在生物學(xué)中，信息的傳遞方式完全依賴于細(xì)胞和組織之間來(lái)回移動(dòng)的“交流性”分子，細(xì)菌和人類細(xì)胞之間的“談話”非常復(fù)雜，但也很重要；對(duì)其之間交流的機(jī)制進(jìn)行研究或能幫助研究人員開(kāi)發(fā)出新型的抗菌療法，甚至還能通過(guò)改變飲食計(jì)劃和鍛煉體系來(lái)改善人類的健康。