在干草堆针:肠道细菌和疾病之间的关系


哈佛医学院科学家已经设计并成功地使用一种方法来梳理肠道细菌和疾病之间的因果关系的一个主要障碍,在微生物研究领域的一个主要障碍。

报告自然,该小组说,这种方法可以推动研究超越单纯的微生物 - 疾病关联,并阐明真正的因果关系。

在小鼠中进行的实验也鉴定了一种以前未知的肠道微生物,其能够抑制肠道炎症并防止严重的结肠炎。研究人员说,这一发现为在炎症性肠病患者身上检测新鉴定的肠道细菌提供了有力的证据,这些炎症性肠道疾病以肠道慢性炎症为特征,估计会影响多达130万人根据疾病控制和预防中心的数据。

该方法使用了一种“微生物三角测量法”。它模仿了经典的海上导航原理,或者更现代的说法是通过验证来自多个来源的数据来跟踪移动电话的位置,而不是星星或手机塔,研究人员正在寻找肠道的虫子。基于消除的方法,该技术涉及逐渐缩小细菌种类以鉴定调节特定疾病风险的特定微生物。在目前的研究中,研究人员根据这些原理来确定有益的保护性细菌。

哈佛医学院微生物学和免疫生物学教授Dennis Kasper说:“我们的方法可以帮助科学家们找到目前被认为可以调节健康的成千上万种微生物的”干草堆“。 “如果这个领域要经过协会 - 微生物研究中的致命弱点 - 我们需要一个可靠地排除肠道细菌与疾病之间致病关系的系统。我们相信我们的方法能达到这个目标,“Kasper博士补充道,他也是哈佛大学医学院William Ellery Channing医学博士和妇女医院的教授。

在过去的十年中,研究后的研究已经确定了数以千计的共生微生物 - 那些无辜地栖息在我们体内的微生物 - 并且对微生物群之间可能存在的联系和存在或不存在全部疾病(包括糖尿病,多发性硬化症和炎症性肠病。然而,科学家们不知道特定微生物的存在(或数量的波动)是否以及如何影响健康。目前还不清楚某些微生物是无辜的旁观者,仅仅是疾病的标志物,还是它们是活性物质,是造成伤害还是为某些疾病提供保护。

这项工作的圣杯将不仅仅是定义一个微生物是燃料还是最小化给定疾病的风险,而是发现可以在治疗上使用的微生物和微生物分子。研究的主要作者Neeraj Surana,哈佛医学院儿科讲师和传染病专家,他说:“最终目标是澄清疾病的机制,然后确定可用于治疗,逆转或预防的细菌分子。波士顿儿童医院。

老式的侦探工作

为了他们的研究,Kasper和Surana比较了含有不同人群肠道细菌的几组小鼠的肠道微生物群。

研究人员从两组老鼠开始。其中一组已经与人类肠道微生物群体一起饲养,这些肠道微生物群体通常存在于人类肠道中。另一组已经繁殖到正常的小鼠微生物群。当研究人员给动物一种引发肠道炎症或结肠炎的化合物时,保护人体肠道微生物的小鼠免受疾病的影响。然而,胆量含有典型的小鼠细菌的小鼠出现了严重的症状。接下来,研究人员把所有的老鼠放在同一个生活空间里。一天短暂地分享生存空间,导致动物对疾病的反应发生了明显的变化。最初受到结肠炎保护的小鼠开始显示更多 严重的迹象,而易患结肠炎的小鼠越来越抵抗病情的影响,并形成温和的症状 - 一个原则性的证据表明,通过共享的生活空间交换肠道细菌可以导致动物的变化,应付疾病的能力。

干草堆里的针

疾病调节微生物将潜伏在所有小鼠中存在的数百种细菌物种中。但是,考虑到每个老鼠群体胆囊中有700到1100个细菌种类,科学家怎么能够确定结肠炎真正重要的那个呢?研究小组首先分析每个小鼠的肠道组成,比较他们共享生存空间前后的微生物谱。为了对嫌疑人的身份进行“三角测量”,科学家们寻找了稀缺或丰富的微生物,追踪结肠炎的严重程度。换句话说,科学家推断,致病微生物的数量要么随着疾病的严重程度而升高或降低。只有一个这样的微生物群符合该概况 - 一种被称为螺旋菌科的细菌科,通常在人肠中以及其他哺乳动物的肠内发现。

为了查明调节结肠炎反应的毛果科家族中的一种生物体,研究人员分离出一种细菌物种,并将其给予易患结肠炎的小鼠。为了比较其对其他微生物的影响,他们也给予来自不同细菌家族的动物生物体。唯一能够保护易患结肠炎动物免受疾病侵袭的细菌是一种前所未有的微生物,研究人员从人类粪便接种的老鼠的肠道中分离出这种微生物,这种微生物含有人类微生物群。小鼠微生物组明显缺乏微生物。由于其免疫保护特性,Kasper和Surana将新发现的有机体(Clostridium immunis )命名为。

研究人员说,隔离疾病修饰微生物使其成为治疗炎症性肠病患者的有力工具。

研究小组说,实验表明,将可能的微生物嫌疑人清单降至个别物种水平的模型不仅可行,而且对揭露特定疾病调节微生物至关重要。

来源:HMS