《Nature》＆《Science Advances》微生物兩連發：你的選擇決定了你體內的微生物

新聞 03-10

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導讀

人類與微生物之間關係的密切程度備受各國科學家的關注，一方面科學家發現人類基因可決定其體內的微生物種群，另一方面，發現皮膚表面的微生物具有防癌的作用。

對健康問題的研究已經深入到人類體內的微生物群當中-人類攜帶的大多數友好細菌對個人健康十分重要。研究發現，人體內的的微生物群幾乎影響到健康的每一個方面，其微生物組成因人而異。微生物群的構成成分可能是從體重增加到情緒的關鍵因素。一些微生物組研究人員認為，這種變異始於人類基因的差異。

但在 Weizmann科學研究所進行的一項大規模研究挑戰了這一想法，並提供證據證明微生物組和健康之間的聯繫可能比我們想像的更重要。而另一方面，發表在在2月28日「Science Advances」上的一項研究中，加利福尼亞大學聖地亞哥分校醫學院的研究人員報告了一些細菌在皮膚上潛在的新作用：防範癌症的作用。

環境影響人類宿主形成腸道微生物群的遺傳學研究

表皮葡萄球菌共生菌株防止皮膚腫瘤的形成

事實上，研究假設一直認為遺傳學在確定人類微生物組群變異方面起著重要作用。根據這一觀點，人類的基因決定了體內微生物組所存在的環境，並且每個特定的環境都可以使某些細菌菌株得以繁殖。然而， Weizmann研究人員驚奇地發現，宿主的遺傳因素在確定微生物組成方面起著微小的作用 - 僅占人口間差異的2％。

不同祖先和相同祖先微生物的種群構成

這項研究由來自計算機科學與應用數學系Eran Segal教授實驗室的研究生Daphna Rothschild，Omer Weissbrod博士和Elad Barkan博士以及Eran Elinav教授的免疫部門小組成員領導。他們在Nature上發表的研究結果是基於一個獨立的資料庫，該資料庫大約有1000名以色列人參與了個性化營養的縱向研究。除了遺傳數據和微生物組成之外，還收集了每個研究參與者的飲食習慣，生活方式，藥物和其他測量。科學家分析這些數據得出結論：飲食和生活方式是塑造我們微生物組成的最主要因素。

遺傳親緣關係與微生物群體的弱相關組成

如果微生物群體沒有被我們的遺傳學所塑造，它們又如何與我們的基因相互作用來改變我們的健康呢？

科學家們研究了微生物組與膽固醇，體重，血糖水平和其他臨床參數資料庫中測量值之間的聯繫。研究結果非常令人驚訝：對於大多數這些臨床措施，與細菌基因組的關聯至少與宿主人類基因組的關聯性一樣強，在某些情況下更強。

另一方面，研究人員在健康的人類皮膚上發現了一種表皮葡萄球菌，它們可發揮選擇性抑制某些癌症的生長的作用。加州大學聖地亞哥分校皮膚病學教授兼主任兼醫學博士，特聘教授兼醫學博士Richard Gallo說「這種獨特的皮膚細菌產生的化學物質可殺死幾種類型的癌細胞，但對正常細胞沒有毒性」。

該團隊發現表皮葡萄球菌菌株產生化合物6-N-羥基氨基嘌呤（6-HAP）。表皮葡萄球菌在其皮膚上不產生6-HAP的小鼠在暴露於致癌紫外線（UV）後產生許多皮膚腫瘤，但具有產生6-HAP的表皮葡萄球菌菌株的小鼠卻依然健康。

6-HAP會阻止轉化的腫瘤細胞的擴散以及抑制UV誘導的皮膚腫瘤發展的潛力。

6-HAP通過Klenow片段聚合酶阻斷體外DNA擴展的能力

在兩周內每48小時接受一次6-HAP靜脈注射的小鼠沒有明顯的毒性作用，但當移植黑色素瘤細胞時，其腫瘤大小比對照組抑制50％以上。

或許我們不能改變我們的基因，但我們現在知道我們可以影響，甚至是重塑我們體內不同種類細菌的組成，因此研究結果表明微生物組群可能是改善我們健康狀況的有力手段。就像皮膚微生物組是人體健康的重要組成部分，他們可以產生抗菌肽，進而有助於預防皮膚癌症的發生。

參考文獻

Daphna Rothschild et al. Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota, Nature (2018).

T. Nakatsuji el al., "A commensal strain of Staphylococcus epidermidis protects against skin neoplasia," Science Advances (2017).

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