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登上Nature!精准编辑“肠道微生物”,或可治疗疾病

作者:佚名 来源:生物探索 日期:2018-01-16
导读

         在结肠炎小鼠模型中,通过对肠道菌群的精准编辑,预防或降低了炎症的严重程度。 在这项研究中,来自德克萨斯大学西南医学中心等机构的科学家们 在多种疾病中,肠道微生物发生变化 然而,当这一微生物群体变得不平衡,也会成为一种负担,与多种疾病密切相关。 被誉为人类第二基因组的肠道微生物,对我们的健康至关重要,它们能够帮助消化、培养免疫系统、抵御感染。 科学家们也在多种人类疾病中观察到了肠道微生物组成的变化

关键字:  肠道微生物 

在结肠炎小鼠模型中,通过对肠道菌群的精准编辑,预防或降低了炎症的严重程度。

        在这项研究中,来自德克萨斯大学西南医学中心等机构的科学家们

在多种疾病中,肠道微生物发生变化

然而,当这一微生物群体变得不平衡,也会成为一种负担,与多种疾病密切相关。

        被誉为人类“第二基因组”的肠道微生物,对我们的健康至关重要,它们能够帮助消化、培养免疫系统、抵御感染。

科学家们也在多种人类疾病中观察到了肠道微生物组成的变化,如炎症性肠道疾病

        在人类中,已有成百上千种不同的细菌在肠道中被发现,不同个体之间的肠道菌群组成差别很大。(inflammatory bowel disease,IBD)、

与IBD相关的肠道细菌,代谢途径独特

        IBD是一种慢性、终身的炎性疾病,包括克罗恩病和溃疡性结肠炎。目前,这种疾病还没有治愈或预防的方法。

肠道微生物中与IBD等炎症性疾病有关的一些细菌属于肠杆菌科(Enterobacteriaceae)

        。在健康的肠道中,这类细菌的数目很少,

        E. coli bacteria(图片来源:西南医学中心)

它们似乎使用了独特的代谢技巧(径途)来支持其过度生长

        西南医学中心Sebastian Winter博士实验室近期发表在Cell Host & Microbe上的一项研究表明,肠杆菌科的成员产生能量和获取营养的方式与其他肠道细菌不同。,并在疾病期间“排挤”有益的肠道细菌。

        Winter博士解释道:“这些途径是独一无二的,因为,它们只存在于某些细菌中,且只在肠道炎症期间起作用。这恰恰为设计与肠道炎症有关的疾病(如IBD)的预防和治疗策略带来了机会。”

找到一种方法,阻碍肠道细菌过度生长

        也正是基于先前的这一发现,科学家们获得了最新发表在Nature上的这项新成果。Winter博士是论文的共同通讯作者。

钨阻碍了肠杆菌科细菌产生能量的途径,减缓了致病菌的生长。在小鼠模型中,口服钨酸盐(tungstate)选择性地阻止了肠杆菌科细菌在肠道内“过度繁殖”,而附近的有益细菌并没有受到影响。

        研究中,他们利用钨(tungsten)的一种形式来抑制病原体的代谢技巧。结果显示,

钨被细菌吸收后,无意融入了一种重要的细菌辅助因子中。

        进一步分析发现,这种携带了钨的有毒辅助因子无法正常发挥作用,影响了肠杆菌科细菌在发炎肠道产生能量的能力。

我们的这种方法只会抑制肠杆菌科细菌在肠道炎症期间‘爆发’,但不会完全清除它们。这是非常重要的

        Winter博士强调:“值得注意的是,,因为,在正常情况下,这类细菌也发挥了抵抗病原体的作用。”

只是概念验证实验,离用于人类治疗还很远

尽管并没有治愈该疾病,但它改善了实验动物的整体健康状况。

        总结来说,这项研究显示,在结肠炎小鼠模型中,钨酸盐治疗使肠道菌群恢复到了一个更正常的状态,并减少了肠道炎症。

 

        Dr. Sebastian Winter(图片来源:西南医学中心)

        Winter博士表示,传统的治疗方法通常聚焦在治疗人类宿主,但这些最新的结果带来了不同的可能,原则上,我们有望利用肠道细菌来为宿主带来积极的结果。

我们现在只是在概念验证实验中利用钨来鉴定潜在的分子靶点,离将这些基础发现转化为用于患者的治疗方案还有很长的路要走。

        不过,他也强调:“钨是一种重金属,可能会导致严重的副作用,如神经和生殖伤害。我们的目标是,”

参考资料:

        Precision editing of gut bacteria: Potential way to treat colitis

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