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肠道细菌:病毒的惊人影响

健康 89xy 3周前 (09-30) 13次浏览

微生物群在健康中起着至关重要的作用。最近的一项研究调查了杀死肠道细菌的病毒如何影响这些微生物。这些发现让原本已经很复杂的情况变得更加复杂。

肠道细菌:病毒的惊人影响

噬菌体(这里描述的)比细菌多。

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微生物群既迷人又时尚。

公众兴趣的增加增加了研究我们和肠道细菌之间相互作用的资金。

科学家们现在已经发现了微生物群与一系列疾病之间的关系,从糖尿病和肥胖症到帕金森氏症和抑郁症。

由于肠道细菌的高知名度,杂货店的货架上现在充满了益生菌产品。

尽管它们广泛存在和流行,然而,几乎没有证据表明它们在少数特定条件之外提供许多益处。

尽管科学家知道我们体内的微生物至关重要,但设计一种方法来调节它们以改善健康和对抗疾病仍有很长的路要走。

其主要原因是微生物群令人眼花缭乱的复杂性。它不是一个单一的同质实体,而是一个由微观生物组成的世界,这些微观生物相互作用、影响和抑制它们的邻居,能够相互杀戮、滋养和交流。

在这一点上,我们已经看到了理解微生物组的来龙去脉的巨大困难,但是一些研究人员正在研究下一个复杂的层次:噬菌体。

介绍噬菌体

噬菌体,或简称噬菌体,是专门消灭细菌的病毒。令人难以置信的是,噬菌体的数量超过了细菌;哪里有细菌,哪里就有噬菌体。

噬菌体也是有特异性的;他们倾向于只消灭一种细菌。在抗生素出现之前,科学家使用噬菌体来对抗感染。然而,当研究人员发现抗生素时,它们取代了噬菌体;抗生素比噬菌体更便宜,更容易生产。

现在,随着抗生素耐药性的上升,一些研究人员正在重新审视噬菌体疗法的想法。

当然,如果噬菌体杀死细菌,它们可能会影响微生物群。马萨诸塞州波士顿的布里格姆妇女医院和威斯研究所的研究人员对这些丰富的病毒如何影响我们的肠道细菌感兴趣。他们在《细胞宿主和微生物》杂志上发表了他们最近的研究结果。

“我实验室的主要兴趣之一是了解肠道微生物群动态的变化。噬菌体是微生物组的一个重要组成部分,但还没有得到太多的研究。

高级研究作者Georg Gerber博士

噬菌体在干什么?

虽然我们知道噬菌体在肠道中很丰富,但我们对它们的行为知之甚少。

“一些人正在探索噬菌体疗法,使用噬菌体来杀死微生物,”格伯博士说,“但噬菌体也自然存在于肠道中,与生态系统的其他部分共存。我们想知道他们在那里做什么。”

为了进行调查,研究人员使用了无生物老鼠;他们饲养这些动物的方式使得它们身上或体内没有细菌。

首先,他们向小鼠引入了10种通常存在于人类肠道中的细菌,包括粪肠球菌
和大肠杆菌

然后,他们添加了专门针对他们移植到小鼠体内的细菌的噬菌体。例如,T4噬菌体针对大肠杆菌
,而VD13噬菌体攻击粪肠球菌
。然后他们追踪每种微生物的成功。

噬菌体是特定的猎人:每种类型只杀死一种细菌。因此,当科学家将噬菌体引入小鼠时,他们会看到这种细菌的数量减少。然而,对其他细菌的影响更令人惊讶。

广泛的变化

科学家们表明,尽管任何给定的噬菌体只攻击一种细菌,但这种噬菌体也会影响其他物种;一些物种繁盛,而另一些则逐渐减少。

从更广阔的角度来看,研究人员还评估了细菌和老鼠产生的一系列化合物;这被称为代谢组学。

他们发现,当他们将噬菌体引入小鼠体内,细菌组成发生变化时,某些生物活性化学物质的水平也会发生变化。该研究的作者写道:

“噬菌体可以调节代谢物,已知代谢物会影响哺乳动物宿主.”

换句话说,一种病毒的单一菌株可以改变宿主动物可用的生物分子的类型或数量。

未来的可能性和更多的工作

格伯博士没有错过这些发现带来的广泛可能性。他说:“这个发现让我着迷于后续研究,并提出了重要的问题:我们可以用噬菌体来调节这些活动吗?这可能是对抑郁症等你想改变神经递质水平的疾病的干预吗?”

当然,这个实验在啮齿动物模型中使用了人工构建的微生物群,这使得对人类的推断变得困难。然而,它侧重于获得噬菌体如何影响细菌种群的总体概述。正如研究作者所写:

“Gnotobiotic小鼠,在有限且已知但仍然复杂的细菌集合中定居,为全面表征肠道环境中噬菌体的行为提供了一个有吸引力的模型系统。”

如果噬菌体对小鼠微生物群进行了彻底的改变,它们也可能对人类微生物群进行改变。变化可能不同,但原则仍然存在。

正如我们在介绍中明确指出的那样,在噬菌体出现之前,微生物群的影响是很难理解的,所以设计一种医学干预措施还有很长的路要走。然而,这当然不会降低研究结果的趣味性或价值。

“即使它们没有被用作直接的治疗手段,我们的研究表明,噬菌体可能是理解其他改变微生物群的治疗方法的潜在效果的好工具,”格伯博士总结道。


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