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Nature:美学者利用揭示人类微生物组影响健康机制

摘要 : 2017年8月30日,国际学术权威刊物自然出版集团《Nature》杂志在线发表了美国洛克菲勒大学Sean F. Brady研究组的一篇研究论文,论文报道了肠道菌群会产生名为N-酰基酰胺的小型有机复合物

2017年8月30日,国际学术权威刊物自然出版集团《Nature》杂志在线发表了美国洛克菲勒大学Sean F. Brady研究组的一篇研究论文,论文报道了肠道菌群会产生名为N-酰基酰胺的小型有机复合物,它们与受体相互作用,参与人体生理的包括免疫等各方面活动,而这正是人类微生物组影响生理健康的背后机制。

科学家已经意识到,人类基因组并不能完全解释人类疾病与健康的关键问题,因为人类对自身体内存在的庞大的、与人体共生的微生物菌群缺乏了解。2007年底,美国国立卫生研究院(NIH)就宣布,将投入1.15亿美元正式启动酝酿了两年之久的“人类微生物组计划”,以解析微生物菌群结构变化对人类健康的影响。

虽然现在认为人类微生物组在生理健康方面发挥着重要作用,但人们对其背后的机制依然知之不多。细菌依赖小分子与环境产生相互作用,因此,有科学家提出,人类微生物群也利用小分子与其人类宿主相互作用,只是所涉分子的身份及其功能机制一直不为人知。

Sean F. Brady及同事报告称,人体肠道细菌会产生N-酰基酰胺,它会与5种不同的人类G蛋白偶联受体(GPCR)相互作用。科学家们发现,N-酰基酰胺是一类重要的人体信号传导分子,参与生理活动的各个方面,包括免疫、行为和代谢。研究团队分析了小鼠数据和细胞数据,表明这些细菌代谢物会激活一种名为GPR119的GPCR,它们有可能调节小鼠的代谢激素和葡萄糖稳态。

上述发现意味着,微生物群产生的小分子可以模拟细菌信号传导分子,这种模拟状态所代表的通道,未来有望运用于新药研发和个体化用药,以及糖尿病、肥胖症等慢性病的早期诊断与治疗等方面。

原文链接:

Commensal bacteria make GPCR ligands that mimic human signalling molecules

原文摘要:

Commensal bacteria are believed to have important roles in human health. The mechanisms by which they affect mammalian physiology remain poorly understood, but bacterial metabolites are likely to be key components of host interactions. Here we use bioinformatics and synthetic biology to mine the human microbiota for N-acyl amides that interact with G-protein-coupled receptors (GPCRs). We found that N-acyl amide synthase genes are enriched in gastrointestinal bacteria and the lipids that they encode interact with GPCRs that regulate gastrointestinal tract physiology. Mouse and cell-based models demonstrate that commensal GPR119 agonists regulate metabolic hormones and glucose homeostasis as efficiently as human ligands, although future studies are needed to define their potential physiological role in humans. Our results suggest that chemical mimicry of eukaryotic signalling molecules may be common among commensal bacteria and that manipulation of microbiota genes encoding metabolites that elicit host cellular responses represents a possible small-molecule therapeutic modality (microbiome-biosynthetic gene therapy).

来源: Nature 浏览次数:0

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