腸道菌群分泌藥物分子可調(diào)節(jié)腸道與免疫系統(tǒng)健康

最近，來自斯坦福大學(xué)的研究者們發(fā)現(xiàn)腸道中存在的生孢梭菌能夠改變血液中一種分子的濃度，進而影響患者的健康水平。

眾所周知，我們的身體中存在著數(shù)以千億計的細菌，其中生孢梭菌具有降解色氨酸的功能。而其代謝產(chǎn)物則能夠進入血液調(diào)節(jié)機體的免疫系統(tǒng)以及腸道的穩(wěn)態(tài)。研究者們利用小鼠模型證實了腸道細菌是如何通過生物合成的途徑影響機體的生理變化。

根據(jù)最近發(fā)表在《Nature》雜志上的一篇文章，作者通過阻斷生孢梭菌降解色氨酸的功能，發(fā)現(xiàn)小鼠血液中一種特定的分子的水平受到了影響。進一步，作者發(fā)現(xiàn)小鼠的免疫系統(tǒng)以及腸道的穩(wěn)態(tài)發(fā)生了顯著變化。

過去15年來，研究者們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了人們的腸道微生物種群能夠影響其患病的風險，包括糖尿病、心臟病、過敏反應(yīng)以及抑郁等等。而其中重要的原因在于這些微生物能夠產(chǎn)生大量生物活性分子在機體各個部位循環(huán)。然而，對其中的每一個分子進行精確的分析則十分困難。

此前研究發(fā)現(xiàn)一些細菌，包括產(chǎn)胞梭菌在內(nèi)，能夠降解色氨酸，進而產(chǎn)生吲哚丙酸（IPA），而IPA能夠調(diào)節(jié)腸道壁的完整性，阻止其它分子的滲入。

在這項最新的研究中，作者發(fā)現(xiàn)產(chǎn)包梭菌能夠降解色氨酸產(chǎn)生IPA。他們總共鑒定出了12種出現(xiàn)在這一過程中的分子，其中9中在血液中有積累，而其中僅僅有三種是由細菌分泌的。進一步，作者發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)包梭菌進行色氨酸代謝活動的必須基因，fldC。

之后，作者給無菌小鼠接種野生型或IPA缺陷突變體的產(chǎn)胞梭菌。結(jié)果顯示，野生型細菌定植能夠?qū)е滦∈笱褐蠭PA的濃度上升到80uM，而突變體細菌定植則檢測不到任何細菌。最后，作者發(fā)現(xiàn)IPA濃度的下降會導(dǎo)致免疫細胞數(shù)量的上升，包括中性粒細胞、單核細胞、記憶T細胞等等。此外作者發(fā)現(xiàn)突變體細菌定植會導(dǎo)致小鼠產(chǎn)生腸道炎癥反應(yīng)。

針對這一結(jié)果，作者認為可以通過靶向微生物的手段達到調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)以及治療腸道紊亂疾病的目的。

資訊出處：Druglike molecules produced by gut bacteria can affect gut, immune health

原始出處：A gut bacterial pathway metabolizes aromatic amino acids into nine circulating metabolites, Nature (2017). nature.com/articles/doi:10.1038/nature24661