深度解讀!特殊的腸道菌群如何代謝膽固醇從而影響宿主機體的整體...

2020年6月28日 訊 /生物谷BIOON/ --在生活在機體消化道中成千上萬種細菌中，科學家們僅知道少數細菌會直接影響人類機體的健康，近日，一項刊登在國際雜誌Cell Host & Microbe上題為「Cholesterol Metabolism by Uncultured Human Gut Bacteria Influences Host Cholesterol Level」的研究報告中，來自MIT博德研究所和哈佛大學的科學家們通過聯合研究發現了一類特殊的腸道菌群，其或能代謝足夠的膽固醇來潛在影響人類機體的代謝狀況。

研究者表示，相比沒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體血液中膽固醇的水平較低，這一研究發現或許就能夠解釋為何有些人在飲食中攝入了較多膽固醇，然而這對其血液中膽固醇的水平卻影響甚微，這同時也提示，通過飲食、益生菌或其它療法來增強這些特殊菌群的水平或許有望未來作為一種有效的療法來幫助降低機體膽固醇水平。

圖片來源：Susanna Hamilton, Broad Communications

研究者Ramnik Xavier博士表示，本文研究或能提供一條路線圖來幫助我們利用微生物的基因和酶類操控機體代謝並影響人類健康；同時相關研究還提供證據揭示了微生物組的奧秘，並解釋了為何不同個體機體擁有不同的膽固醇水平。細菌能夠代謝膽固醇並不是一個新觀點，早在20世紀早期，科學家們就發現了一種能將膽固醇轉化為稱之為糞甾醇的化合物的特殊細菌，此後研究人員在大鼠、狒狒、豬甚至人類機體中均發現了這種能夠產生糞甾醇的細菌，然而他們對這些細菌的了解卻知之甚少。

文章第一作者Douglas Kenny表示，長期依賴我們一直知道，某些腸道菌群能夠通過膽固醇來產生糞甾醇，但我們並不清楚到底其中哪一種細菌能夠扮演這個角色，以及其如何將膽固醇轉化為糞甾醇，為此研究人員就想通過研究來理解這些細菌與血液中膽固醇水平之間的關聯，但在實驗室中分離能夠代謝膽固醇的細菌並對其培養非常困難，而且截至目前為止，人類機體微生物組中的很多細菌都難以在實驗室中進行培養。

隨後研究人員專項對大規模的微生物組資料庫進行分析來尋找能夠參與膽固醇代謝的基因，研究者對來自美國3097名個體機體的腸道微生物組進行了分析，並對這些微生物組中大約600萬個微生物基因進行了測序研究，在這些微生物組樣本中，625份包括糞便中所發現的糞甾醇的信息。研究人員開始尋找僅在分泌糞甾醇的人群中存在的特定細菌基因，這些基因類似於能夠發揮與膽固醇代謝類似功能的編碼酶類，這就能夠幫助科學家們找到了四個參與分解膽固醇相關的基因。

此外，研究人員還在實驗室中對細菌進行遺傳改造使其能夠產生上述四種特殊的酶類（上述4個基因所編碼產生的酶類），最後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，同時在遺傳資料庫中研究者還發現，IsmA基因存在於少量微生物組相關的細菌中。Kenny表示，一旦我們知道這個基因，我們就想回去研究人類，並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。

研究者發現，微生物組中攜帶IsmA基因的人群要比不攜帶的人群機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)，這要低於微生物組中不攜帶IsmA基因拷貝的人群；這或許要比諸如HMGCR和PCSK9等人類基因對機體血液膽固醇的平均影響要更大，這些基因已知會改變人類機體高膽固醇水平的風險，同時也是一些FDA批准的膽固醇藥物的作用靶點。研究人員非常高興其所發現的特定基因和微生物與人類機體代謝和膽固醇水平之間存在密切的關聯。

目前研究人員正在嘗試分離攜帶IsmA基因的人類相關細菌，同時他們還想知道是否糞甾醇對人類健康能產生影響，但本文研究結果證實了一種觀點，即一個人的微生物組組成會影響機體的代謝健康。研究者最終的長期目標就是想知道是否這種糞甾醇途徑會真的直接影響機體的低膽固醇水平，如果的確是這樣的話，後期研究人員或將會繼續深入研究，基於微生物組來開發有效降低膽固醇的幹預措施。（生物谷Bioon.com）

參考資料：

【1】Cholesterol-busting gut bacteria may affect people's cardiac health

【2】Douglas J. Kenny, Damian R. Plichta, Dmitry Shungin, et al. Cholesterol Metabolism by Uncultured Human Gut Bacteria Influences Host Cholesterol Level, Cell Host & Microbe (2020) doi:10.1016/j.chom.2020.05.013