此前大量證據表明，我們體內微生物群落的組成與炎癥反應以及其它生理性狀都有著不同程度的關聯。但是，為什么微生物會對人產生如此巨大的影響？

在最近一項研究中，加利福尼亞大學圣地亞哥分校等機構的研究人員創建了首個老鼠各器官中所有分子的圖譜，以及它們被微生物修飾的方式。他們發現微生物控制著小鼠和人體內膽汁酸的結構。相關結果發表在最近的《Nature》雜志上。文章作者為Pieter Dorrestein博士和Robert Quinn博士。

Dorrestein說，當膽酸等的分子的結構被改變時，同時可能會改變細胞彼此之間的交談方式以及基因的表達程度。這可能會對身體功能和疾病的發展產生巨大影響。

（圖片來源：UCSD）

在該研究中，作者通過質譜技術比較了無菌小鼠和具有正常微生物的小鼠各個器官中的小分子類型，并將其與GNPS數據庫中的參考結構進行比較以識別盡可能多的分子。他們還通過對細菌的特定遺傳區域進行測序，確定了哪些微生物與這些分子存在相關性。

他們總共對來自四只無菌小鼠和四只具有正常微生物的小鼠的29個不同器官的96個部位的768個樣品進行了分析，繪制得到了體內的所有分子圖譜。

對比圖譜發現，多達70％的小鼠腸道化合物是由其腸道微生物組決定的。即使在不相鄰的器官，例如子宮或大腦中，約有20％的分子也存在差異。

之后，研究人員發現了一個特定的分子家族：膽酸，它們的分布似乎與微生物存在很密切的聯系。膽酸主要是由肝臟產生，它們有助于消化油脂，還可以在全身傳遞信息。

具體來講，作者在具有正常微生物群的小鼠中發現了以前未知結構的膽汁酸衍生物，但在無菌小鼠中卻沒有上述結構。例如，在微生物群落正常的小鼠中，研究小組發現細菌可以用苯丙氨酸，酪氨酸和亮氨酸對膽酸進行修飾。

之后，研究人員使用他們創建的工具質譜搜索工具（MASST）對公開樣本數據庫中的質譜數據進行分析，他們還通過質譜手段分析了大約3,000份人類糞便樣本。

結果表明：小鼠中觀察到的具有微生物修飾特征的膽酸分子在25%左右的人類樣品中同樣存在。這些膽酸結構在嬰兒和炎癥性腸病或囊性纖維化患者中含量更高。

膽汁酸可以通過腸道一種特定的受體分子——farnesoid X受體，將信號從腸道傳遞到身體其他部位。膽酸結合并激活受體，然后抑制負責制造更多膽酸的基因。該受體還有助于調節肝臟中甘油三酸酯的水平和腸道中的體液含量。目前正在開發幾種藥物就是通過激活該受體來治療肝臟疾病。

在該研究中，作者發現，存在微生物修飾的膽酸分子能夠強烈地激活farnesoid X受體，從而降低了肝臟中產生膽酸的基因的表達。

Dorrestein說：“這項研究提供了一個清晰的例子，表明微生物如何影響人類基因的表達。盡管我們仍然不知道這可能導致的后果，以及我們如何能夠干預這一途徑以改善人類健康。”（世聯博研(Bioexcellence)世聯博研Bioexcellence）

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