解密肠道菌群、微生物组与人类健康疾病的关系

人体就像一个复杂的“社会网络”,里面寄生着各种微生物,仅肠道中就有几千种细菌,重达1.5公斤,总数比人体自身细胞还多10倍。这些细菌形成了一个小社会,作为消化、生长、免疫等生理机能的助手,与我们的身心健康息息相关。

肠道微生物与人类相关的方方面面

来自上海交通大学生命科学技术学院的赵立平教授,近年来用肠道菌群破解肥胖症、糖尿病以及慢性疾病的研究得到了国际上的极大关注。

2012年,赵立平及其团队找到全球第一例肥胖致病菌:阴沟肠杆菌B29菌株。本来阴沟肠杆菌是一种可以引起败血症的条件致病菌。这种细菌表面的脂多糖(LPS)能刺激血液中的白细胞发生炎症,也叫内毒素。B29是阴沟肠杆菌里面的一个不能引起败血症的菌株,但是,赵立平实验室发现这个细菌在一位体重超过175公斤的志愿者肠道里成为优势菌,占到总量的30%。

通过调整菌群的膳食,可以把这个菌压低到几乎检测不出的水平,志愿者的体重在23周里下降了51.4公斤,血糖、血脂、血压都回到正常范围。赵立平的团队把这个细菌分离出来,接种到无菌小鼠里,第一次用单个细菌重现了肥胖、胰岛素分泌过量等症状。这是国际第一例依照科赫法则找到人体致胖的病菌。

为了推动国际学术界的菌群研究从相关分析向因果关系研究发展,2013年,赵立平受邀在《自然综述·微生物》(Nature Reviews Microbiology)杂志上撰写了一篇文章,阐述了这一观点。“首先要通过全微生物组关联分析寻找关键细菌种类;其次分离出这些功能菌,在无菌动物模型中复制疾病;最后阐明从肥胖致病菌定植到肠道,到疾病各种症状的出现之间的分子机制,这样三者合一,才是一个完整而严谨的探究肠道细菌在肥胖病发生、发展中的地位和作用的策略。”

赵立平曾表示,“这种策略既适于肠道菌群与肥胖关系的研究,同样也适合其他慢性病的类似研究。找到这样的致病菌,对开发疾病诊断、预防和治疗的新技术、新方法具有重要的意义。”

如何全面系统地认识微生物组与人类健康的关系?bioSeedin Webinar第71期邀请上海交通大学生命科学技术学院特聘教授、新泽西州立罗格斯大学讲席教授赵立平博士分享《Gut Microbiome and Human Metabolic Diseases:-from Association to Causation, from Hypothesis to Targets 》。

赵教授总结了四大理论支柱:因果关系、微生物学、生态学以及科学的探索方法。早期人们对于微生物与人类健康的认识是从相关性开始,随着微生物学的发展,人们找到了特异性影响的菌株,从而将相关性进一步明确到因果性的研究。

随着研究的深入,人类的许多健康问题也找到了相应的解释与改善方法。例如肥胖这一当代社会越来越严重的现象,赵教授通过自己多年的探索与实践,将中医药与肠道菌群研究相结合,提出了WTP(见下图)的饮食建议。这样的结果相较于药物开发或者纯理论研究更为实用,对于我们的日常生活有参考与指导意义。

肠道菌群研究是一项非常复杂的工作,甚至包括人类进化、环境生态、饮食文化变迁等众多因素。要得出令人信服的结论则离不开严谨的实(试)验设计与客观数据的分析。所以分享的过程中,赵教授将展示丰富的实(试)验结果以提供科学的证据。


Webinar 

第71期

主题:Gut Microbiome and Human Metabolic Diseases:-from Association to Causation, from Hypothesis to Targets(肠道微生物群与人类代谢疾病的认知更新:从相关性推论到因果关系验证,从机制假设到靶点确认)

时间:2021年8月22日  周日 09:00-10:00

嘉宾介绍:

赵立平 教授

上海交通大学生命科学技术学院特聘教授

新泽西州立罗格斯大学讲席教授

上海交通大学生命科学技术学院特聘教授,微生物分子生态学与生态基因组学实验室主任,上海系统生物医学研究中心营养系统生物学实验室主任。同时担任美国新泽西州立罗格斯大学,生物科学与环境学学院,生物化学与微生物学系埃弗里芬腾应用微生物学讲席教授。2014年当选美国微生物科学院院士。他领导的团队是国际知名的微生物分子生态学研究小组,在复杂微生物群落结构分析技术和统计计算方法、结构与功能相关性等方面做了很多创新性工作,特别在肠道菌群与肥胖等代谢性疾病的关系研究中,在国际上最早建立了元基因组、代谢组和大数据技术相结合,在菌株水平研究肠道菌群对宿主健康影响的方法;最先报道了膳食结构是决定肠道菌群结构的主要因素;报道了首例可引起肥胖的人体肠道条件致病菌;通过药物或膳食干预肠道菌群获得了对遗传性肥胖和2型糖尿病患者的显著治疗效果,在国际学术界有着广泛影响。

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