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人类与微生物休戚相关

时间:2018-03-14 09:07来源:转化医学网 作者:Michael、Yu 浏览次数:
    人类与微生物之间关系的密切程度备受各国科学家的关注,一方面科学家发现人类基因可决定其体内的微生物种群,另一方面,发现皮肤表面的微生物具有防癌的作用。

    对健康问题的研究已经深入到人类体内的微生物群 当中-人类携带的大多数友好细菌对个人健康十分重要。研究发现,人体内的的微生物群几乎影响到健康的每一个方面,其微生物组成因人而异。微生物群的构成成分可能是从体重增加到情绪的关键因素。一些微生物组研究人员认为,这种变异始于人类基因的差异。

    但在 Weizmann科学研究所进行的一项大规模研究挑战了这一想法,并提供证据证明微生物组和健康之间的联系可能比我们想象的更重要。而另一方面,发表在在2月28日“Science Advances” 上的一项研究中,加利福尼亚大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报告了一些细菌在皮肤上潜在的新作用:防范癌症的作用。

    事实上,研究假设一直认为遗传学在确定人类微生物组群变异方面起着重要作用。根据这一观点,人类的基因决定了体内微生物组所存在的环境,并且每个特定的环境都可以使某些细菌菌株得以繁殖。然而, Weizmann研究人员惊奇地发现,宿主的遗传因素在确定微生物组成方面起着微小的作用 - 仅占人口间差异的2%。

    不同祖先和相同祖先微生物的种群构成

    这项研究由来自计算机科学与应用数学系Eran Segal教授实验室的研究生Daphna Rothschild,Omer Weissbrod博士和Elad Barkan博士以及Eran Elinav教授的免疫部门小组成员领导。他们在Nature上发表的研究结果是基于一个独立的数据库,该数据库大约有1000名以色列人参与了个性化营养的纵向研究。除了遗传数据和微生物组成之外,还收集了每个研究参与者的饮食习惯,生活方式,药物和其他测量。科学家分析这些数据得出结论:饮食和生活方式是塑造我们微生物组成的最主要因素。

 
    遗传亲缘关系与微生物群体的弱相关组成

    如果微生物群体没有被我们的遗传学所塑造,它们又如何与我们的基因相互作用来改变我们的健康呢?

    科学家们研究了微生物组与胆固醇,体重,血糖水平和其他临床参数数据库中测量值之间的联系。研究结果非常令人惊讶:对于大多数这些临床措施,与细菌基因组的关联至少与宿主人类基因组的关联性一样强,在某些情况下更强。

    另一方面,研究人员在健康的人类皮肤上发现了一种表皮葡萄球菌,它们可发挥选择性抑制某些癌症的生长的作用。加州大学圣地亚哥分校皮肤病学教授兼主任兼医学博士,特聘教授兼医学博士Richard Gallo说 “这种独特的皮肤细菌产生的化学物质可杀死几种类型的癌细胞,但对正常细胞没有毒性”。

    该团队发现表皮葡萄球菌菌株产生化合物6-N-羟基氨基嘌呤(6-HAP)。表皮葡萄球菌在其皮肤上不产生6-HAP的小鼠在暴露于致癌紫外线(UV)后产生许多皮肤肿瘤,但具有产生6-HAP的表皮葡萄球菌菌株的小鼠却依然健康。

    6-HAP会阻止转化的肿瘤细胞的扩散以及抑制UV诱导的皮肤肿瘤发展的潜力。


 
    6-HAP通过Klenow片段聚合酶阻断体外DNA扩展的能力

    在两周内每48小时接受一次6-HAP静脉注射的小鼠没有明显的毒性作用,但当移植黑色素瘤细胞时,其肿瘤大小比对照组抑制50%以上。

    或许我们不能改变我们的基因,但我们现在知道我们可以影响 ,甚至是重塑我们体内不同种类细菌的组成,因此研究结果表明微生物组群可能是改善我们健康状况的有力手段。就像皮肤微生物组是人体健康的重要组成部分,他们可以产生抗菌肽,进而有助于预防皮肤癌症的发生。




 
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