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Cell:不可小觑!肠道菌群还能通过一氧化氮影响宿主基因!
  • 发布日期:2019-02-28      浏览次数:246
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      日本学者曾发现连续4周饮用氢水促进肠道内20多类细菌生长,肠道内部分短链脂肪酸含量增加,对胆固醇代谢和肝脏功能产生一定优化效应。大量研究也表明大多数胃肠道微生物存在代谢氢气的遗传基础。而在近日,来自美国凯斯西储大学医学院、克利夫兰医学中心和哈佛医学院的研究人员对氢气的“好朋友”--一氧化氮也取得了突破性的研究,他们发现:肠道细菌可分泌一种称为一氧化氮的特定分子,从而允许它们与宿主DNA进行沟通并控制宿主DNA,这提示着这两者之间的交谈可能广泛地影响人类健康。他们的研究以“New 'interspecies communication' strategy between gut bacteria and mammalian hosts uncovered.”为题发表在核心期刊《Cell》杂志上。

      肠道有着复杂的结构,研究人员努力寻找细菌影响机体健康的关键物质,而一氧化氮或许就是他们一直以来所要找寻的答案。在哺乳动物细胞内,一氧化氮以一种被称为S-亚硝基化的方式对蛋白质提供修饰,调节蛋白质的稳定、定位和相互作用。据估计,整个蛋白质组的70%可能都受到S-亚硝基化的翻译后修饰,其影响涉及代谢、能量利用、运动甚至动物的寿命。

       

      研究人员追踪了秀丽隐杆线虫(一种常见的哺乳动物实验室模型)体内的肠道细菌分泌的一氧化氮。研究显示:肠道细菌分泌的一氧化氮结合到成千上万的宿主蛋白上,从而完全改变了线虫调节它的自身基因表达的能力。

      进一步探索发现,一种名为ALG1(一种从线虫到人类都高度保守且对生长发育至关重要的蛋白)的蛋白在其中起到了关键作用,当研究人员把分泌一氧化氮的细菌喂食给线虫后,观察到分泌的一氧化氮分子附着到线虫的ALG1上。过多的一氧化氮则让线虫的正常发育受到影响,甚至出现畸形。

      实际上,哺乳动物宿主将调整环境来适应不断变化的一氧化氮水平,它们能够停止摄入产生一氧化氮的细菌,或者它将开始摄入不同的产生较少一氧化氮的细菌,或者改变它的环境,或无数的其他适应性。研究发现,删除编码一种NO合成酶的nos基因,可降低这种保护效应。

      基于哺乳动物的共性,我们机体的肠道微生物组产生的过多的一氧化氮也可能会导致疾病或胎儿发育问题。该研究表明,一氧化氮可能代表了一种操纵这种共生关系的机会。正如益生菌的作用是促进消化一样,将细菌接种到人体肠道中来改善一氧化氮信号传是可以想象的。

       

      肠道微生物菌群的组成状态对宿主动物及人类的健康乃至衰老起了相当大的作用。我们不仅要证明一氧化氮对机体肠道微生物的影响,更要想办法破解这种影响,这为多种难治性疾病提供了新的治疗思路!

      参考文献

      <span line-height:2;"="" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; vertical-align: baseline; line-height: 2;">Regulation of microRNA machinery and development by interspecies s-nitrosylation.

      (转化医学网)

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