《細胞》：腸道細菌可拉酸或將成為熱點分子

作者：孫學軍

來源：科學網

腸道微生物菌群的組成狀態對宿主動物及人類的健康乃至衰老起了相當大的作用。基於改善腸道菌群的各種治療以及養生生物製品的開發似乎前景廣闊。其中最直接的就是各種類型的益生菌和糞便植入治療方法。

2017年6月15日，美國貝勒醫學院王萌教授團隊在《細胞》發表了一篇題為「Microbial GeneticComposition Tunes Host Longevity」的文章，首次系統研究了共生細菌與宿主衰老的關係。通過分析了3983個大腸桿菌突變菌株，確定出29個細菌基因或許可影響宿主壽命。也就是找到29個和長壽關係密切的大腸桿菌基因，調控和改變這些基因表達就可以影響宿主壽命，提示未來可以利用這樣的策略延長人類壽命。這些細菌基因被證實參與多種調控經典的衰老三大信號通路，例如胰島素信號通路、雷帕黴素靶蛋白信號通路以及熱量限制。其中有10幾個細菌突變株甚至可以保護宿主動物免受隨衰老而出現的腫瘤生長以及澱粉樣蛋白-β的聚積，提示這些細菌基因可能會影響老年性痴呆的發生髮展過程。

研究還發現，至少有5種細菌突變株益壽效果是通過增加生產一種叫做多糖可拉酸（polysaccharide colanicacid, CA）的化合物實現的，因為多糖可拉酸可以影響宿主的線粒體生理學以及脫摺疊蛋白質反應。許多人對這種可拉酸不了解，但是對另外一種細菌多糖非常熟悉，那就是細菌內毒素或脂多糖LPS。可拉酸和LPS都屬於來自細菌的化學信息，只是我們把炎症和發燒這種反應看成是疾病，所以我們會認為LPS是毒素。生物學上的毒和葯往往是同一物質，毒是藥物劑量過高的表現，在何時的劑量就是藥物甚至是生理刺激因子。我一直認為，LPS就是一種激素分子，這種激素來自於細菌，能刺激我們的免疫細胞發生受體激活反應。到今天我們仍然繼續研究這種效應的細節，當然更多情況是把這種效應看成疾病。

腸道細菌對人體健康乃至長壽會產生影響已經存在許多研究證據，這一研究是在細菌基因層面，而不只是細菌的種類，顯然有一定研究深度。而且在分子水平上從微生物代謝物到宿主線粒體兩個層面研究了可以利用分子靶標，給促進人類健康和長壽研究帶來了新思路。

通過調整菌群改善健康，最迷人的是我們不需要改動我們自身，只是對細菌進行調整，是藉助環境或其他生物來促進健康，這樣的策略相對更安全更讓人接受。例如我們可以直接補充菌群，也可以通過調整飲食結構或補充特殊的細菌營養素來調解菌群類型和組成，達到改善健康甚至治療疾病的目的。對肥胖、糖尿病、自身免疫性疾病、神經退行性疾病甚至延長壽命，只需要動動你的菌群就可以實現，這多麼迷人！

為什麼這個研究能在《細胞》發表，許多人有相關討論。當然研究的設計和發現的結果都非常好是發表高水平論文的基礎。具體這個研究，給人的意外比較多。首先是把腸道菌群推進到菌群基因層面。其次，雖然過去認為菌群和抗衰老和疾病有關係，但用線蟲研究菌群的並不多，且對線蟲的細菌進行了幾乎全掃描基因序列分析，從其中找到的和表型關係密切的基因，並對這些基因進行了效應驗證。尤其是通過這個研究，找到一種細菌成分和發揮抗衰老效應的關係。這給將來的研究提供了研究空間和想像力。例如可以直接使用這種化合物，看是否對哺乳動物也能產生抗衰老作用，如果有作用，是不是能如雷帕黴素、二甲雙胍、熱量限制等那樣的抗衰老新範式。當然也需要確定這種分子的作用基礎。從線粒體和分子摺疊角度，也有許多研究空間。當然，其前提是這種分子真有抗衰老作用。

還有一種可能，這種多糖是否能被哺乳動物的腸道吸收，如果不吸收，則可能會被其他腸道細菌作為能量物質利用，產生氫氣等其他代謝產物，通過繼發代謝產物發揮作用。

原文：Han, B. et al. Microbial Genetic Composition TunesHost Longevity. Cell. 2017.

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