萬能的腸道菌群:重塑腸道菌群能夠抑制動脈粥樣硬化

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萬能的腸道菌群:重塑腸道菌群能夠抑制動脈粥樣硬化

近年來,腸道微生物組成為了生物學研究的熱點,這群微生物不僅在腸道里生活,同時幫助宿主完成多種生理生化功能。

近日,美國Scripps研究所的研究團隊在Nature子刊 Nature Biotechnology 在線發表了題為:Directedremodeling of the mouse gut microbiomeinhibits the development ofatherosclerosis 的研究論文。

該研發出了一組名為「環肽」的分子,它們可以抑制有害腸道細菌生長,從而使得小鼠的腸道菌群重返健康狀態,並有效降低膽固醇水平和動脈粥樣硬化面積

萬能的腸道菌群:重塑腸道菌群能夠抑制動脈粥樣硬化

動脈粥樣硬化是全身性疾病

動脈粥樣硬化(atherosclerosis,AS)是心血管疾病的一種,也是冠心病、腦梗死、外周血管病的主要誘因。

需要注意的是,動脈粥樣硬化是一種全身性疾病,如果發生動脈粥樣硬化病變,就意味著其他地方的血管也可能發生同樣的病變。

目前,動脈粥樣硬化的具體病因還沒有確切結論,它的發病機制十分複雜,主要的危險因素有高血壓、高血脂和大量吸煙,還有糖尿病、肥胖和遺傳因素等。

腸道微生物組影響著身體健康

腸道微生物組包括了數百種細菌,這些細菌之間存在基本的共生關係,簡而言之,動物宿主給細菌提供了生存場所和大量的食物,作為回報,它們會幫助宿主來更好的消化食物。

在過去的二十年里,這些共生腸道細菌已成為全世界深入研究的重點,因為科學家們發現,這些微生物不僅可以幫助消化食物,而且在代謝過程中發揮著重要的作用。

然而,當人們濫用抗生素或暴飲暴食時,腸道微生物組也可能會引發人類疾病,例如,肥胖、糖尿病、高血壓和動脈粥樣硬化等。

因此,研究人員一直在尋找重塑腸道微生物組的方法,目的是減少有害微生物的數量,從而幫助人體恢復健康。

終於,科學家們找到了一個被稱為「環肽」的抗菌小分子!

環肽療法有效治療動脈粥樣硬化

在實驗之前,研究小組已經收集了人工製備的少量環肽,並建立了一個篩選系統,以確定哪些環肽具有抑制有害腸道細菌的能力。

在實驗期間,小鼠被餵食了大量高脂高糖的食物,這種飲食方式又被稱為「西式飲食」,專家表示,這些熱量豐富的西式飲食(Western Diet)可使腸道微生物組轉變為不良的狀態,從而誘發全身性炎症、高膽固醇以及動脈粥樣硬化 。

隨後,如下圖所示,研究人員提取了小鼠的腸道細菌樣本,並對每個樣本加入不同的環肽,一天之後,再對樣本中的細菌DNA進行測序。

測序結果發現,有兩種環肽顯著減緩了有害腸道細菌的生長,並且減少了動脈中脂肪沉積物的堆積

萬能的腸道菌群:重塑腸道菌群能夠抑制動脈粥樣硬化

當使用這兩種環肽治療患動脈粥樣硬化的小鼠後,其膽固醇水平顯著降低了約36%

另外,經過10周的治療後,小鼠的動脈粥樣硬化面積減少了約40%,如下圖所示,紅色為病變區域。

萬能的腸道菌群:重塑腸道菌群能夠抑制動脈粥樣硬化

對此,論文作者Reza Ghadiri教授說道:「令我們驚訝的是,簡單地重塑腸道微生物組會產生如此大的影響。」

那麼,這背後的作用機理又是什麼呢?作者指出,這些環肽能夠與有害腸道細菌的外膜相互作用,從而減緩或阻止有害細菌的生長

據悉,該研究小組多年來一直在研究環肽,並研發出了數十種對哺乳動物細胞無毒的環肽,這些環肽能夠穿過腸道,而不進入血液。

論文鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41587-020-0549-5