特殊的腸道菌群如何代謝膽固醇從而影響宿主機(jī)體的整體健康

在生活在機(jī)體消化道中成千上萬(wàn)種細(xì)菌中，科學(xué)家們僅知道少數(shù)細(xì)菌會(huì)直接影響人類機(jī)體的健康，近日，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Cell Host & Microbe上題為“Cholesterol Metabolism by Uncultured Human Gut Bacteria Influences Host Cholesterol Level”的研究報(bào)告中，來(lái)自MIT博德研究所和哈佛大學(xué)的科學(xué)家們通過(guò)聯(lián)合研究發(fā)現(xiàn)了一類特殊的腸道菌群，其或能代謝足夠的膽固醇來(lái)潛在影響人類機(jī)體的代謝狀況。

研究者表示，相比沒(méi)有攜帶這些特殊腸道菌群的人群而言，攜帶這些腸道菌群的人群機(jī)體血液中膽固醇的水平較低，這一研究發(fā)現(xiàn)或許就能夠解釋為何有些人在飲食中攝入了較多膽固醇，然而這對(duì)其血液中膽固醇的水平卻影響甚微，這同時(shí)也提示，通過(guò)飲食、益生菌或其它療法來(lái)增強(qiáng)這些特殊菌群的水平或許有望未來(lái)作為一種有效的療法來(lái)幫助降低機(jī)體膽固醇水平。

研究者Ramnik Xavier博士表示，本文研究或能提供一條路線圖來(lái)幫助我們利用微生物的基因和酶類操控機(jī)體代謝并影響人類健康；同時(shí)相關(guān)研究還提供證據(jù)揭示了微生物組的奧秘，并解釋了為何不同個(gè)體機(jī)體擁有不同的膽固醇水平。細(xì)菌能夠代謝膽固醇并不是一個(gè)新觀點(diǎn)，早在20世紀(jì)早期，科學(xué)家們就發(fā)現(xiàn)了一種能將膽固醇轉(zhuǎn)化為稱之為糞甾醇的化合物的特殊細(xì)菌，此后研究人員在大鼠、狒狒、豬甚至人類機(jī)體中均發(fā)現(xiàn)了這種能夠產(chǎn)生糞甾醇的細(xì)菌，然而他們對(duì)這些細(xì)菌的了解卻知之甚少。

文章**作者Douglas Kenny表示，長(zhǎng)期依賴我們一直知道，某些腸道菌群能夠通過(guò)膽固醇來(lái)產(chǎn)生糞甾醇，但我們并不清楚到底其中哪一種細(xì)菌能夠扮演這個(gè)角色，以及其如何將膽固醇轉(zhuǎn)化為糞甾醇，為此研究人員就想通過(guò)研究來(lái)理解這些細(xì)菌與血液中膽固醇水平之間的關(guān)聯(lián)，但在實(shí)驗(yàn)室中分離能夠代謝膽固醇的細(xì)菌并對(duì)其培養(yǎng)非常困難，而且截至目前為止，人類機(jī)體微生物組中的很多細(xì)菌都難以在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行培養(yǎng)。

隨后研究人員專項(xiàng)對(duì)大規(guī)模的微生物組數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行分析來(lái)尋找能夠參與膽固醇代謝的基因，研究者對(duì)來(lái)自美國(guó)3097名個(gè)體機(jī)體的腸道微生物組進(jìn)行了分析，并對(duì)這些微生物組中大約600萬(wàn)個(gè)微生物基因進(jìn)行了測(cè)序研究，在這些微生物組樣本中，625份包括糞便中所發(fā)現(xiàn)的糞甾醇的信息。研究人員開(kāi)始尋找僅在分泌糞甾醇的人群中存在的特定細(xì)菌基因，這些基因類似于能夠發(fā)揮與膽固醇代謝類似功能的編碼酶類，這就能夠幫助科學(xué)家們找到了四個(gè)參與分解膽固醇相關(guān)的基因。

此外，研究人員還在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)細(xì)菌進(jìn)行遺傳改造使其能夠產(chǎn)生上述四種特殊的酶類（上述4個(gè)基因所編碼產(chǎn)生的酶類），最后他們鎖定了一種名為IsmA（Intestinal Stool Metabolism A）的基因，該基因能夠代謝膽固醇，同時(shí)在遺傳數(shù)據(jù)庫(kù)中研究者還發(fā)現(xiàn)，IsmA基因存在于少量微生物組相關(guān)的細(xì)菌中。Kenny表示，一旦我們知道這個(gè)基因，我們就想回去研究人類，并想闡明微生物組中攜帶該基因和不攜帶該基因的人群之間的差異。

研究者發(fā)現(xiàn)，微生物組中攜帶IsmA基因的人群要比不攜帶的人群機(jī)體糞便中膽固醇的水平低55%-75%，此外，在攜帶該基因的人群中，其血液中平均膽固醇的水平為0.15mmol/L(2.7mg/dL)，這要低于微生物組中不攜帶IsmA基因拷貝的人群；這或許要比諸如HMGCR和PCSK9等人類基因?qū)C(jī)體血液膽固醇的平均影響要更大，這些基因已知會(huì)改變?nèi)祟悪C(jī)體高膽固醇水平的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也是一些FDA批準(zhǔn)的膽固醇藥物的作用靶點(diǎn)。研究人員非常高興其所發(fā)現(xiàn)的特定基因和微生物與人類機(jī)體代謝和膽固醇水平之間存在密切的關(guān)聯(lián)。

目前研究人員正在嘗試分離攜帶IsmA基因的人類相關(guān)細(xì)菌，同時(shí)他們還想知道是否糞甾醇對(duì)人類健康能產(chǎn)生影響，但本文研究結(jié)果證實(shí)了一種觀點(diǎn)，即一個(gè)人的微生物組組成會(huì)影響機(jī)體的代謝健康。研究者最終的長(zhǎng)期目標(biāo)就是想知道是否這種糞甾醇途徑會(huì)真的直接影響機(jī)體的低膽固醇水平，如果的確是這樣的話，后期研究人員或?qū)?huì)繼續(xù)深入研究，基于微生物組來(lái)開(kāi)發(fā)有效降低膽固醇的干預(yù)措施。