共生菌群与人类健康系列专题三肠道菌

　　共生菌群数量众多、种类丰富，寄生于皮肤、生殖器、口腔，特别是肠道等部位，数量超过人体细胞总数，被称为人体的“第二基因组”。共生菌群到底有多么重要，除了我们所熟知的肠道菌群调节消化系统功能外，还有什么重要的作用吗？年4月出版的《Science》杂志就此做了一个专栏，我们这一系列将为您一一道来。 　　在胃肠中，肠道菌群的作用被认为是促进消化、降解外源物质、产生维生素、影响免疫系统发育、抵抗病原菌的定植等，然而，通过全基因组关联分析，虽然肠道菌群的组成和功能主要受环境条件的影响，其与宿主遗传的关联性要远远高于我们原本的认识。 　　几十年来，双胞胎是分析人体遗传变异与肠道菌群“互动”的理想模型。双胞胎分为同卵双胞胎和异卵双胞胎，理论上，前者拥有%相同的基因，而后者拥有50%相同的基因。研究表明，同卵双胞胎的肠道菌群的相似性显著地高于异卵双胞胎。北美洲的哈特教派是年代自欧洲迁徙而来并从事农耕生活的民族，他们的生活与世隔绝，存在公社化的“大锅饭”生活方式，因而，每个人的饮食习惯与食物大致相同，可减少研究中环境条件的差异性。研究者在哈特教派人的粪便微生物菌群中发现了15个与遗传相关联的细菌种类。这些研究结果表明肠道菌群的组成与遗传有着密切的联系。 　　一些特定的细菌种类的丰度与宿主基因有着显著的相关。研究的双胞胎肠道菌群中，大部分具有遗传关联的细菌归属于厚壁菌门，而拟杆菌门一般不具遗传性。哈特教派肠道菌群中具有遗传关联的细菌大部分归属于变形菌和厚壁菌门。 　　研究发现，双歧杆菌属的在肠道中的相对丰度与基因组中LCT基因区域显著关联。LCT基因编码乳糖酶，拥有乳糖酶功能的人可直接催化食物中的乳糖，因而肠道中双歧杆菌的数量少；而不拥有乳糖酶功能的人需要借助肠道中双歧杆菌对乳糖的降解，因而肠道中双歧杆菌的数量多。此外，Turicibacter细菌、消化链球菌科也具有遗传关联性，Turicibacter被认为与炎症与癌症相关。Akkermansia是一种与粘蛋白的附着和降解相关的菌属，被发现更多地存在于体型消瘦的人中，其与人类基因SIGLEC15（编码唾液酸结合凝集素）有显著关联性，肠粘蛋白的外层为唾液酸，而Akkermansia可以将其降解。 　　尽管已知肠道微生物与宿主的食物分解、代谢和免疫相关的基因存在密切联系，然而我们仍不清楚宿主和微生物之间的共进化关系。未来将会有越来越多的全基因组研究出现，更大规模的样本量和对微生物表型定量描述的方法越多，将有助于我们进一步揭开微生物和宿主之间的关系。参考文献：[1]GoodrichJK,DavenportER,WatersJL,etal.Cross-species







































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