腸道微生物組間的相互作用如何影響機(jī)體健康

近日，一項刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自卡內(nèi)基科學(xué)研究所的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn)，生活在胃腸道系統(tǒng)中的不同微生物之間所發(fā)生的相互作用或許對機(jī)體健康有著巨大且不可預(yù)測的影響，腸道微生物組是存在于人類機(jī)體中由成千上萬種微生物組成的微型生態(tài)系統(tǒng)，人類腸道微生物組的多樣性常常為科學(xué)家們分類并理解其對機(jī)體健康的影響帶來一定挑戰(zhàn)。

如今研究人員非常感興趣研究微生物組作為一個整體是否大于各部分之和，換句話說，單一微生物能在多大程度上影響機(jī)體的健康和生理學(xué)特性，以及這些影響在多大程度上是由微生物組中不同微生物群落的相互作用所決定的。這項研究中，研究人員利用果蠅機(jī)體天然的簡單微生物組進(jìn)行研究來全面揭示這種腸道微觀系統(tǒng)，研究者發(fā)現(xiàn)，腸道微生物組之間不同微生物的相互作用或會影響果蠅的健康，甚至其長壽。

研究者Ludington說道，我們對細(xì)菌種類的經(jīng)典看法就是，在非黑即白的環(huán)境中，細(xì)菌就是疾病的媒介，要么有，要么沒有；本文研究中我們發(fā)現(xiàn)微生物組或許并非如此；特殊微生物群體所產(chǎn)生的效應(yīng)或許依賴于其它微生物也存在的環(huán)境。長期以來科學(xué)家們對果蠅的研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群或會影響宿主的環(huán)境、生育力和長壽；1927年，研究人員發(fā)現(xiàn)，通過從實驗室果蠅機(jī)體中簡單地移除腸道菌群或許就能將果蠅壽命延長14%。

這項研究中，研究人員重復(fù)了相關(guān)實驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)移除果蠅機(jī)體中特殊的微生物組時，其壽命大約會延長23%。但研究人員并不清楚其中有多少影響歸咎于果蠅腸道中存在的單一微生物，以及多少歸咎于其整體的微生物生態(tài)環(huán)境。研究人員對果蠅機(jī)體的腸道微生物組進(jìn)行了深入剖析，同時更好地理解了這些微生物群體影響昆蟲宿主的壽命。

文章中，研究人員開發(fā)出了一種系統(tǒng)來繪制果蠅腸道中5種細(xì)菌之間所發(fā)生的可能的相互作用圖譜，目的在于闡明這些細(xì)菌之間的相互作用如何影響昆蟲的發(fā)育、后代的產(chǎn)生以及壽命等，對細(xì)菌間相互作用的分子就需要開發(fā)新型的數(shù)學(xué)方法。研究者發(fā)現(xiàn)，微生物群體之間所發(fā)生的相互作用對于果蠅的機(jī)體生理學(xué)特性至關(guān)重要，針對果蠅壽命所發(fā)生的23%的變化而言，單一的微生物群落或許能夠解釋四分之一的影響，而微生物群落之間的相互作用或許能解釋其余的影響。這些相互作用或許能夠影響某些因子，從而決定果蠅將其遺傳物質(zhì)遺傳給后代的方式。

研究者Ludington解釋道，當(dāng)我們對果蠅的健康狀況進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn)，較短壽命的后代或許和長壽后代之間存在一種平衡狀態(tài)，而這種平衡狀態(tài)或許會通過微生物組之間的相互作用所介導(dǎo)，這就意味著，如果我們想去理解微生物組如何影響機(jī)體健康的話，我們就需要深入理解不同菌群的組合如何影響宿主，而并不是單一細(xì)菌如何影響宿主。

此外，研究者還表示，果蠅或許能作為一種良好的模式來幫助研究理解人類和其它動物機(jī)體中復(fù)雜微生物組之間的相互作用，這對于后期進(jìn)行更多深入的研究至關(guān)重要。