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(jìn)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(xì)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(jìn)入血液調(diào)節(jié)機(jī)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(xì)菌是如何通過生物合成的途徑影響機(jī)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(jìn)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(fēng)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(jī)體各個部位循環(huán)。然而，對其中的每一個分子進(jìn)行精確的分析則十分困難。

此前研究發(fā)現(xiàn)一些細(xì)菌，包括產(chǎn)胞梭菌在內(nèi)，能夠降解色氨酸，進(jìn)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(xì)菌分泌的。進(jìn)一步，作者發(fā)現(xiàn)了產(chǎn)包梭菌進(jìn)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(xì)菌定植能夠?qū)е滦∈笱褐蠭PA的濃度上升到80uM，而突變體細(xì)菌定植則檢測不到任何細(xì)菌。最后，作者發(fā)現(xiàn)IPA濃度的下降會導(dǎo)致免疫細(xì)胞數(shù)量的上升，包括中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞、記憶T細(xì)胞等等。此外作者發(fā)現(xiàn)突變體細(xì)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(rèn)為可以通過靶向微生物的手段達(dá)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