Nature專題：腸道菌在健康和疾病中的作用

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　　人類的腸道是億萬微生物的家園。它們調(diào)節(jié)著人類的健康和疾病。7月7日的Nature推出了關(guān)于腸道菌的專題。本期專題匯集了在菌群與寄主相互作用方面的學(xué)術(shù)帶頭人的觀點(diǎn)，為這些基本的生物過程和臨床應(yīng)用方面的重要進(jìn)展提供了一個總的看法。

　　人類發(fā)育生物學(xué)中的微生物觀點(diǎn)

　　大多數(shù)人想到人類的發(fā)育時，他們往往只考慮人自身的細(xì)胞和器官。然而，需要考慮的還有另一個方面——和人類相關(guān)的微生物菌群。人類發(fā)育相關(guān)的微生物觀點(diǎn)為完善我們對健康的產(chǎn)前和產(chǎn)后成長的定義提供了機(jī)會，并發(fā)展了疾病預(yù)防和治療的創(chuàng)新戰(zhàn)略。由于生活方式和疾病模式正在發(fā)生全球化的急劇變化，該文章發(fā)出建立“人類微生物觀測站”的呼吁，旨在檢測帶有不同人類學(xué)特征的出生人群中各自的微生物菌群，包括了那些經(jīng)歷的快速變化。

　　飲食與菌群的相互作用調(diào)節(jié)人類代謝

　　肥胖和相關(guān)的代謝性疾?。ò?型糖尿病）是和飲食密切相關(guān)的，這一觀點(diǎn)被大家廣泛接受。然而，腸道菌群也成為飲食和代謝健康這一交叉點(diǎn)的研究焦點(diǎn)。通過移植動物模式和人類中的研究的有力結(jié)合，將腸道菌群和肥胖聯(lián)系起來的機(jī)制將趨于明了。指出腸道菌群作為對宿主的代謝情況、飲食的影響的調(diào)節(jié)者方面的知識正不斷積累。人們在該方面的研究集中在建立它們在人類中的因果關(guān)系，以及比如個性化營養(yǎng)方面治療性干預(yù)措施的前景。

　　微生物菌群和先天免疫

　　腸道菌群是一個整合了環(huán)境方面的輸入，如影響宿主的代謝、免疫和感染反應(yīng)的飲食、遺傳和免疫信號的樞紐。先天免疫系統(tǒng)的造血和非造血細(xì)胞分布在寄主與微生物的界面。這些細(xì)胞具有感知微生物或它們代謝產(chǎn)物的能力，并且能將信號轉(zhuǎn)化為宿主的生理反應(yīng)和微生物生態(tài)的調(diào)節(jié)。先天免疫系統(tǒng)和腸道菌群之間的通信異常可能導(dǎo)致復(fù)雜疾病。

　　適應(yīng)性免疫平衡和疾病中的微生物菌群

　　在腸粘膜中，免疫系統(tǒng)的T細(xì)胞和B細(xì)胞在特定位置的表型和功能是由微生物菌群影響的。這些菌群細(xì)胞通過抑制無害抗原的反應(yīng)和加強(qiáng)腸黏膜的屏障功能的完整性，在維持免疫自穩(wěn)態(tài)平衡方面起了重要的作用。腸道菌群失去平衡，稱為菌群失調(diào)，會引起一些免疫系統(tǒng)疾病。這些都是通過離它們的誘發(fā)位點(diǎn)或遠(yuǎn)或近的T細(xì)胞活性改變引起的。明了區(qū)分自穩(wěn)態(tài)的差異和病原微生物與寄主之間的關(guān)系的機(jī)制，能夠鑒定預(yù)防或調(diào)解炎癥性疾病的治療靶點(diǎn)和提高癌癥免疫治療的療效。

　　腸道內(nèi)的菌群和病原菌之間的相互作用

　　微生物菌群對人類健康有著重要的作用，微生物菌群的改變可以賦予對病原菌引起的感染的抵抗或促進(jìn)。研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了抗生素對腸道菌群的影響，它們會改變腸道的營養(yǎng)狀況和導(dǎo)致病原菌群體的擴(kuò)張。病原菌利用微生物來源的碳和氮的營養(yǎng)以及調(diào)節(jié)信號來促進(jìn)自身的生長和毒力。通過引發(fā)炎癥，這些細(xì)菌改變腸道環(huán)境，利用呼吸和金屬離子獲取的獨(dú)特系統(tǒng)驅(qū)動它們的擴(kuò)張。解開微生物、寄主和病原菌之間作用的奧秘會產(chǎn)生如何調(diào)控微生物菌群來抵抗感染疾病的策略。

　　微生物菌群基因組關(guān)聯(lián)分析將微生物集群的動態(tài)狀況和疾病聯(lián)系在一起

　　DNA測序、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)的快速發(fā)展。分析微生物菌群和鑒定它們和疾病的聯(lián)系的計算工具大大增加。特別是時間序列的研究和多分子的角度促進(jìn)了微生物菌群基因組關(guān)聯(lián)的分析。它和全基因組關(guān)聯(lián)研究相似。早期的研究結(jié)果指向了微生物菌群基因組關(guān)聯(lián)分析的可操作性，雖然其臨床應(yīng)用尚待批準(zhǔn)。對微生物菌群和宿主的飲食、化學(xué)和健康的復(fù)雜的相互關(guān)系的評價，包括需要捕捉和整合這個動態(tài)界面的觀察的頻率，對于發(fā)展基于微生物菌群的精準(zhǔn)診斷和治療都是至關(guān)重要的。
來源：生物探索