生物學(xué)前沿之一就是談?wù)摬倏v我們的腸道微生物組(microbiome)。這聽起來像一個(gè)大膽的想法，但它看起來像是我們可能一直就在修改我們的微生物組，甚至都沒有意識(shí)到這一點(diǎn)。一篇新的來自美國哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Howard Weiner、Shirong Liu及其研究團(tuán)隊(duì)的論文提示著我們的腸道細(xì)胞早就知道如何利用miRNAs(microRNAs，微小核糖核酸)控制我們體內(nèi)的細(xì)菌。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Cell Host & Microbe期刊上，論文標(biāo)題為“The Host Shapes the Gut Microbiota via Fecal MicroRNA”。

　　腸道細(xì)胞釋放miRNAs

　　我們知道糞便中的miRNAs可作為疾病的生物標(biāo)志物。為了觀察正常條件下miRNAs是否存在于糞便中，研究人員獲取人和小鼠糞便樣品，在這兩種樣品中發(fā)現(xiàn)了大量的miRNAs：(1)在腸道的不同部分，miRNAs譜是不同的;整體而言，回腸中的miRNAs要比結(jié)腸中的多;(2)無菌的或者接受抗生素治療的小鼠具有更多的miRNAs存在于糞便中，但是患有葡聚糖酸鈉(DSS)誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的小鼠因這種疾病殺死腸上皮細(xì)胞而具有更少的miRNAs存在于糞便中。

　　為了找出糞便中這些miRNAs的來源，研究人員在多種類型小鼠細(xì)胞中敲除Dicer1基因，其中該基因是制造miRNAs所必需的。當(dāng)他們通過敲除Dicer1阻斷腸上皮細(xì)胞或Hopx+細(xì)胞中的miRNAs制造時(shí)，miRNAs水平下降了。

　　腸道中的miRNAs調(diào)控腸道微生物組

　　腸道中的miRNAs是令人關(guān)注的，但并不是非常令人吃驚。真正令人吃驚之處在于當(dāng)研究人員研究缺乏Dicer(因而產(chǎn)生更少的miRNAs)的小鼠時(shí)，這些小鼠具有更加多樣化的腸道菌群。令人印象深刻的是，將從野生小鼠糞便中純化的miRNAs移植到這些miRNAs缺乏的小鼠體內(nèi)能夠?qū)⒛c道細(xì)菌多樣性降至正常水平。

　　在真核生物中，miRNAs影響基因表達(dá)，因此研究人員驗(yàn)證一下這些miRNAs中的任何一個(gè)是否在細(xì)菌基因組中具有潛在的結(jié)合位點(diǎn)，確實(shí)，它們的確如此。證據(jù)有：(1)對(duì)經(jīng)預(yù)測(cè)具有miRNAs結(jié)合靶標(biāo)的兩種細(xì)菌---具核梭桿菌(Fusobacterium nucleatum)和大腸桿菌---進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明當(dāng)與這些miRNAs一起混合時(shí)，這兩種細(xì)菌生長(zhǎng)得更好，但是經(jīng)改造缺乏miRNAs結(jié)合靶標(biāo)的這兩種細(xì)菌則沒有這種效果;(2)當(dāng)給這些miRNAs標(biāo)記上Cy3(一種這兩種細(xì)菌能夠吸入的染料)后，研究人員證實(shí)它們確實(shí)進(jìn)入這兩種細(xì)菌體內(nèi);(3)更重要的是，miRNAs顯著地改變了它們體內(nèi)預(yù)期的靶標(biāo)基因表達(dá);(4)在一種令人印象深刻的優(yōu)雅干預(yù)下，研究人員將加強(qiáng)大腸桿菌生長(zhǎng)的miRNAs加入到小鼠飲用水中，這些miRNAs確實(shí)在小鼠體內(nèi)增加大腸桿菌生長(zhǎng)。

　　因此，宿主腸道細(xì)胞分泌的miRNAs確實(shí)改變腸道微生物組，但是但這對(duì)健康有什么影響嗎?為了解答這一問題，研究人員針對(duì)患有葡聚糖酸誘導(dǎo)的結(jié)腸炎的小鼠開展研究。這些在其腸道中不能制造miRNAs的小鼠具有更加惡化的癥狀，但是只需移植來自野生型小鼠的miRNAs而不是細(xì)菌就足以顯著改善它們的結(jié)腸炎癥狀。

　　等一下，但是還有很多問題等待解答

　　這項(xiàng)研究揭示了宿主與微生物組之間的一個(gè)全新的相互作用，這也提出了一系列新問題。比如，腸道中哪種形式的miRNAs是zui為重要的---在胞外膜泡(extracellular vesicle)中自由移動(dòng)，抑或其他?miRNAs如何改變細(xì)菌基因表達(dá)?

　　盡管這些新的問題還需人們?nèi)ソ獯?，但是這項(xiàng)研究證實(shí)動(dòng)物能夠而且確實(shí)能夠在基因水平上操縱它們體內(nèi)的細(xì)菌。也許zui令人興奮的發(fā)現(xiàn)是只需把miRNAs加入到飲用水中就能夠改變腸道細(xì)菌。miRNAs相對(duì)較為低廉，以及我們每天不斷發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌的更多健康效果，因此如果我們能夠找出合適的miRNAs來培養(yǎng)合適的細(xì)菌的話，那么我們可能每天都能讓腸道細(xì)菌重新洗牌。

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