腸道微生物組間的相互作用如何影響機體健康

近日，一項刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究報告中，來自卡內基科學研究所的科學家們通過研究發現，生活在胃腸道系統中的不同微生物之間所發生的相互作用或許對機體健康有著巨大且不可預測的影響，腸道微生物組是存在于人類機體中由成千上萬種微生物組成的微型生態系統，人類腸道微生物組的多樣性常常為科學家們分類并理解其對機體健康的影響帶來一定挑戰。

如今研究人員非常感興趣研究微生物組作為一個整體是否大于各部分之和，換句話說，單一微生物能在多大程度上影響機體的健康和生理學特性，以及這些影響在多大程度上是由微生物組中不同微生物群落的相互作用所決定的。這項研究中，研究人員利用果蠅機體天然的簡單微生物組進行研究來全面揭示這種腸道微觀系統，研究者發現，腸道微生物組之間不同微生物的相互作用或會影響果蠅的健康，甚至其長壽。

研究者Ludington說道，我們對細菌種類的經典看法就是，在非黑即白的環境中，細菌就是疾病的媒介，要么有，要么沒有；本文研究中我們發現微生物組或許并非如此；特殊微生物群體所產生的效應或許依賴于其它微生物也存在的環境。長期以來科學家們對果蠅的研究發現，腸道菌群或會影響宿主的環境、生育力和長壽；1927年，研究人員發現，通過從實驗室果蠅機體中簡單地移除腸道菌群或許就能將果蠅壽命延長14%。

這項研究中，研究人員重復了相關實驗，結果發現，當移除果蠅機體中特殊的微生物組時，其壽命大約會延長23%。但研究人員并不清楚其中有多少影響歸咎于果蠅腸道中存在的單一微生物，以及多少歸咎于其整體的微生物生態環境。研究人員對果蠅機體的腸道微生物組進行了深入剖析，同時更好地理解了這些微生物群體影響昆蟲宿主的壽命。

文章中，研究人員開發出了一種系統來繪制果蠅腸道中5種細菌之間所發生的可能的相互作用圖譜，目的在于闡明這些細菌之間的相互作用如何影響昆蟲的發育、后代的產生以及壽命等，對細菌間相互作用的分子就需要開發新型的數學方法。研究者發現，微生物群體之間所發生的相互作用對于果蠅的機體生理學特性至關重要，針對果蠅壽命所發生的23%的變化而言，單一的微生物群落或許能夠解釋四分之一的影響，而微生物群落之間的相互作用或許能解釋其余的影響。這些相互作用或許能夠影響某些因子，從而決定果蠅將其遺傳物質遺傳給后代的方式。

研究者Ludington解釋道，當我們對果蠅的健康狀況進行研究時發現，較短壽命的后代或許和長壽后代之間存在一種平衡狀態，而這種平衡狀態或許會通過微生物組之間的相互作用所介導，這就意味著，如果我們想去理解微生物組如何影響機體健康的話，我們就需要深入理解不同菌群的組合如何影響宿主，而并不是單一細菌如何影響宿主。

此外，研究者還表示，果蠅或許能作為一種良好的模式來幫助研究理解人類和其它動物機體中復雜微生物組之間的相互作用，這對于后期進行更多深入的研究至關重要。