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Paris

導(dǎo)語(yǔ)：腸道菌群是一個(gè)動(dòng)態(tài)且高度多樣化的微生物生態(tài)系統(tǒng)，會(huì)影響宿主生理的許多方面，雖然許多研究側(cè)重于單個(gè)微生物分類群對(duì)機(jī)體健康的影響，但它們的整體代謝潛力尚未得到充分的探索。

近日，《Cell Reports》發(fā)表一篇文章中，用整合的宏基因組目錄對(duì)小鼠的腸道微生物進(jìn)行了全面地研究，通過(guò)互補(bǔ)方法重建大量MAG（超基因組組裝基因組）以及將16S rRNA基因序列連接到iMAG的無(wú)簇構(gòu)建基因目錄，為基于測(cè)序的工作提供了高度集成的資源，并將使未來(lái)的研究能夠探索分類學(xué)、功能學(xué)以及小鼠腸道和其他生態(tài)系統(tǒng)的群落結(jié)構(gòu)更加深入。

宏基因組（Metagenomics）是一種直接對(duì)微生物群體中包含的全部基因組信息進(jìn)行研究的方法，能更真實(shí)的反映樣本中微生物組成，在基因功能、代謝通路挖掘方面具有很大優(yōu)勢(shì)?；谌鷾y(cè)序的宏基因組分析，能快速精準(zhǔn)的獲得微生物信息，提高組裝的完整度，注釋的精確度，是今后微生物研究的新趨勢(shì)。

大規(guī)模宏基因組學(xué)方法面臨的一個(gè)具體挑戰(zhàn)是將特定的16S rRNA基因序列與MAG連接起來(lái)，在此次研究中，研究人員提出了一種綜合的方法和相應(yīng)的計(jì)算流程來(lái)構(gòu)建整合的基因目錄，顯著改善了基因條目的分類學(xué)分辨率，并將基因鏈接到MAGs和重建的全長(zhǎng)16S rRNA基因。從298個(gè)公共可用的和新測(cè)序的元基因組樣本構(gòu)建了整合型小鼠腸道元基因組目錄（iMGMC）。此外，他們還提出了一組另外的MAG，它們是從898個(gè)宏基因組測(cè)序樣品的單獨(dú)單樣品組裝中獲得的，與整合到iMGMC中的MAG一起組成了1,296種細(xì)菌水平的細(xì)菌基因組。

重建的16S rRNA基因與MAG的鏈接方法

在這次分析中，大規(guī)模宏基因組組合揭示了數(shù)百種小鼠微生物物種，且在小鼠腸道中發(fā)現(xiàn)的大多數(shù)微生物都是生態(tài)系統(tǒng)特有的。最重要的是，整合基因目錄和微生物基因組創(chuàng)造了一個(gè)綜合資源，為今后的進(jìn)一步探索工作奠定了基礎(chǔ)。

人腸道中的微生物類群和人自身是一個(gè)共同體，是二者共同長(zhǎng)期進(jìn)化的結(jié)果，它們的存在和人的健康息息相關(guān)。腸道微生物在疾病治療方面也具有極大的應(yīng)用前景。克利夫蘭診所的研究人員發(fā)現(xiàn)一種腸道微生物——苯乙酰谷氨酰胺（PAG）——與心血管疾病的發(fā)展有關(guān)，包括心臟病、中風(fēng)等疾病。這項(xiàng)研究已同步發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上。

苯丙氨酸是許多食物中的氨基酸，包括基于植物和動(dòng)物的蛋白質(zhì)來(lái)源，例如肉，豆和大豆。當(dāng)苯丙氨酸被腸道中的微生物分解時(shí)，會(huì)產(chǎn)生副產(chǎn)物（代謝產(chǎn)物），最終到全身的血液循環(huán)，稱為苯乙酰谷氨酰胺（PAG），是心臟病的危險(xiǎn)因素之一。血液中PAG的含量以多種不同方式增加了患心血管疾病的風(fēng)險(xiǎn)。

在本次研究中，他們分析了超過(guò)3000名患者的樣本，發(fā)現(xiàn)PAGln水平升高與心臟病發(fā)作和中風(fēng)等不良心臟事件，以及2型糖尿?。ㄐ难芗膊〉莫?dú)立危險(xiǎn)因素）密切相關(guān)，且動(dòng)物模型和微生物移植研究表明，腸道微生物產(chǎn)生的PAG在驅(qū)動(dòng)心血管疾病中起著重要作用。

研究人員還分析了全血、富含血小板的血漿和從患者樣本中分離出的血小板，以了解PAG如何影響細(xì)胞代謝過(guò)程。接下來(lái)，黑森博士和他的團(tuán)隊(duì)在損傷的動(dòng)物模型中發(fā)現(xiàn)，PAG增強(qiáng)了血小板的反應(yīng)性和凝血潛能，從而增加了血栓的可能性，而血栓是心臟病發(fā)作和中風(fēng)等不良心臟事件的主要危險(xiǎn)因素。

有趣的是，研究人員還發(fā)現(xiàn)，PAG可與β受體阻滯劑（一種常用來(lái)治療心臟病的藥物）的受體結(jié)合。將β受體阻滯劑應(yīng)用于升高的PAG動(dòng)物模型，可以逆轉(zhuǎn)由PAG驅(qū)動(dòng)的心血管終點(diǎn)。此外，研究人員發(fā)現(xiàn)，使用基因編輯技術(shù)或藥物阻斷PAG受體信號(hào)可顯著降低凝血活性。

從腸道微生物出發(fā)，為治療心血管疾病提供了新思路，或許我們也可以舉一反三，為人類健康的發(fā)展找到更多的線索。無(wú)論宏觀或是微觀，腸道微生物仍然有許多值得人類繼續(xù)探索的地方。

參考文獻(xiàn)

1.https://www./cell-reports/fulltext/S2211-1247(20)30197-2

2.Cell (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.02.016

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