了解腸道微生物及其益處

　　人類從不孤單。在我們周圍,，有一個(gè)蓬勃發(fā)展的微生物群落,，在某種程度上，微生物和人類細(xì)胞以幾乎1:1的比例存在于我們的身體中,。構(gòu)成整個(gè)身體的細(xì)胞數(shù)量是天文數(shù)字,，大約為數(shù)十萬億-即1013，或1后跟13個(gè)零,。但是,，由于微生物細(xì)胞的體積很小，因此這種大量的微生物僅占我們總體重的500克左右,。然而,，它對(duì)我們的健康和福祉的影響是巨大的。

　　生活在我們胃腸道中的微生物群落 (腸道微生物組-GM) 是如此相關(guān),，以至于它有時(shí)被稱為“我們的第二代謝器官”,。我們的微生物室友會(huì)影響我們體內(nèi)吸收各種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并抵御病原體的過程。盡管如此,，它們也會(huì)影響腸易激綜合征 (IBS) 甚至神經(jīng)系統(tǒng)疾病等疾病,。

　　微生物組

　　幫助推進(jìn)微生物組的知識(shí)，2007年,，美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院 (NIH) 推出人類微生物組項(xiàng)目 (HMP),，促進(jìn)研究與人體相關(guān)的細(xì)菌，古細(xì)菌和真菌群落及其在健康和疾病中的作用,。旨在幫助推動(dòng)轉(zhuǎn)基因科學(xué)界限的另一項(xiàng)舉措是INFOGEST,。INFOGEST是一個(gè)2014網(wǎng)絡(luò),，由來自45個(gè)縣的150個(gè)機(jī)構(gòu)的400多名科學(xué)家組成，以協(xié)調(diào)用于研究的方法,。

　　全球機(jī)制的影響突出了其重要性,。自2000以來，微生物組學(xué)一直在發(fā)展,，表征了構(gòu)成其一部分的微生物 (細(xì)菌,，真菌，原生動(dòng)物和古細(xì)菌) 的多樣性和功能,。在此期間,，還開發(fā)了用于鑒定微生物群落成員的技術(shù)。最初,，它們的表征是一個(gè)繁瑣的過程,，涉及使用液體培養(yǎng)基和培養(yǎng)皿培養(yǎng)微生物，涉及長(zhǎng)的潛伏期和低吞吐量,。自下一代測(cè)序出現(xiàn)以來,，該策略已發(fā)生變化。使用遺傳標(biāo)記,，可以鑒定轉(zhuǎn)基因的不同成員,，而不需要在實(shí)驗(yàn)室條件下生長(zhǎng)。這是特別相關(guān)的,，因?yàn)橹荒芘囵B(yǎng)少量的細(xì)菌和古細(xì)菌物種,。最近，人們的興趣已經(jīng)從嘗試識(shí)別微生物物種轉(zhuǎn)移到了使用shot-gun宏基因組學(xué)等技術(shù)來識(shí)別它們可以做什么,，該技術(shù)旨在重建整個(gè)基因組并從已測(cè)序的小DNA鏈中組裝它們,。

　　生物群落都非常容易受到理化參數(shù)變化的影響。GM也不例外,。飲食等因素塑造了居住在胃腸道中的社區(qū),。這種影響可以識(shí)別受地理和個(gè)人飲食習(xí)慣影響的微生物譜。此外,，消化系統(tǒng)的不同隔室之間存在根本差異,。例如，小腸的特征在于快速運(yùn)輸和氧氣的存在,。

　　因此,，胃腸道這一部分的生態(tài)由具有高生長(zhǎng)速率的兼性需氧生物主導(dǎo)。相反,，由于運(yùn)動(dòng)速度慢得多且主要是厭氧條件,，結(jié)腸的特點(diǎn)是其高度的生物多樣性和不依賴氧氣的生物的優(yōu)勢(shì)。在這種情況下，社區(qū)成員依靠替代途徑而不是有氧呼吸,，例如使用硫酸鹽 (產(chǎn)生硫化氫) 或發(fā)酵 (產(chǎn)生有機(jī)酸,，例如乙酸或氣體，如甲烷),。作為一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),，居住在其中的不同群體之間建立了復(fù)雜的關(guān)系。例如,，很好地描述了健康的腸道微生物組由于競(jìng)爭(zhēng)策略 (例如抗生素生產(chǎn)) 而針對(duì)病原體提供保護(hù)。但是好處并沒有到此為止,。微生物具有比人類更多樣化的代謝能力,。它們可以產(chǎn)生對(duì)人類有益的物質(zhì): 丁酸鹽 (另一種有機(jī)酸) 以其抗炎和抗癌活性而聞名，而且必需的維生素,，例如B12,，葉酸，核黃素,，生物素或維生素k,，由居住在我們消化系統(tǒng)中的微生物群落產(chǎn)生。另一方面,，在限制性條件下,，GM也可能對(duì)其宿主有害。營(yíng)養(yǎng)缺乏可以重塑群落,，并且可以消化宿主分子 (例如形成結(jié)腸粘液屏障的粘蛋白) 的生物體可以增殖,，以炎癥過程結(jié)束。

研究

　　我們和我們的微生物室友之間的關(guān)系是復(fù)雜的,，并提出了挑戰(zhàn)和機(jī)遇,。飲食，轉(zhuǎn)基因生物與健康之間的復(fù)雜關(guān)系凸顯了轉(zhuǎn)基因生物在我們整體健康中的關(guān)鍵作用,。私營(yíng)部門和公共部門都聯(lián)手試圖解開這個(gè) “第二代謝器官” 的謎團(tuán),。這項(xiàng)研究的結(jié)果最終被用于不同的服務(wù)和產(chǎn)品，例如個(gè)性化的微生物組管理,，基于微生物組的治療以及了解疾病機(jī)制,。

　　隨著人類繼續(xù)探索外層空間，它也解開了居住在我們體內(nèi)的微生物組的內(nèi)在秘密,。這兩種探索同樣令人著迷,，并為人類帶來了難以置信的好處。探索人類微生物組使我們能夠重新思考我們與微觀同行的關(guān)系,，認(rèn)識(shí)到它們不是我們腸道中的外來乘客,，而是我們生物學(xué)不可或缺的一部分。

　　項(xiàng)目已經(jīng)出現(xiàn)，以反映人類和微生物之間的密切合作,。這些舉措強(qiáng)調(diào)了發(fā)掘全球機(jī)制秘密的重要性及其在為未來鋪平道路方面的至關(guān)重要性,，在未來，從更廣泛,，更完整和更具包容性的角度看待健康,，包括參與伙伴關(guān)系的人類和非人類成員為了我們的福祉。

　　總之,，我們的腸道微生物組見證了生命的復(fù)雜性和相互聯(lián)系,。隨著研究的進(jìn)展，人類可能會(huì)發(fā)現(xiàn),，一些疾病的解決方案不在于人類,，而在于數(shù)以萬億計(jì)的微生物，它們把我們稱為家,。擁抱這種觀點(diǎn)為促進(jìn)人類健康與我們內(nèi)部蓬勃發(fā)展的微觀生活和諧發(fā)展開辟了一個(gè)充滿可能性的世界,。

　　（本文來自HEL官網(wǎng)的中文譯稿）

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