人類腸道微生物組由數(shù)千種不同的細(xì)菌和古細(xì)菌組成，這些細(xì)菌和古細(xì)菌在人群和個(gè)體之間差異很大。圖賓根馬克斯普朗克生物學(xué)研究所的科學(xué)家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了與人類宿主有著平行進(jìn)化歷史的腸道微生物：這些微生物在人類腸道環(huán)境中共同進(jìn)化了數(shù)十萬(wàn)年。此外，一些微生物表現(xiàn)出基因組和功能特征，使其依賴于宿主?，F(xiàn)在發(fā)表在《科學(xué)》雜志上，研究人員展示了他們使用來(lái)自非洲、亞洲和歐洲的 1,225 個(gè)人的數(shù)據(jù)進(jìn)行的研究結(jié)果。
人類腸道中的許多微生物物種可以在來(lái)自世界各地的人群中找到。然而，在微生物物種中，微生物菌株在個(gè)體和群體之間顯著不同。盡管它們對(duì)人類健康很重要，但迄今為止對(duì)這些菌株的起源知之甚少。此外，這些菌株中的大多數(shù)幾乎只生活在人類腸道中。這就提出了人類腸道中的微生物來(lái)自哪里的問(wèn)題。
將微生物和人類的歷史聯(lián)系起來(lái)
研究小組推測(cè)，隨著人類多樣化和遍布全球，特定的物種和菌株已經(jīng)與人類同在。為了測(cè)試微生物是否與人類宿主同時(shí)進(jìn)化和多樣化，馬克斯普朗克生物學(xué)研究所、熱帶醫(yī)學(xué)研究所和蒂賓根大學(xué)卓越集群CMFI的研究人員首次系統(tǒng)地比較了人類的進(jìn)化歷史和腸道微生物。
研究人員為 1,225 名人類研究參與者以及在他們腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的 59 種微生物物種創(chuàng)建了系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)，并使用統(tǒng)計(jì)測(cè)試來(lái)研究這些樹(shù)的匹配程度。超過(guò) 60% 的被調(diào)查物種與其人類宿主的進(jìn)化歷史相匹配，這意味著當(dāng)人們從非洲散布到各大洲時(shí)，這些微生物在人類腸道中共同多樣化了約 100,000 年。“我們不知道我們的任何腸道微生物都如此密切地跟隨我們的進(jìn)化歷史，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的蒂賓根馬克斯普朗克生物學(xué)研究所微生物組科學(xué)系主任、副發(fā)言人露絲·萊伊說(shuō)CMFI 的。
腸道微生物開(kāi)始依賴宿主
“同樣值得注意的是，最接近我們歷史的菌株現(xiàn)在是最依賴腸道環(huán)境的菌株，”Ley 補(bǔ)充道。事實(shí)上，一些與人類一起進(jìn)化的微生物菌株在很大程度上依賴于人類腸道環(huán)境：它們擁有更小的基因組，并且對(duì)氧氣水平和溫度更敏感——這些特性使其難以在人體外生存。相比之下，與人類歷史關(guān)聯(lián)較弱的微生物表現(xiàn)出更多與自由活細(xì)菌相似的特征。
“一些腸道微生物的行為就像它們是人類基因組的一部分，”Taichi Suzuki 解釋說(shuō)，他與他的同事 Liam Fitzstevens 共同擔(dān)任該研究的主要作者。“你可以想象，這些微生物處于從‘自由生活’到依賴人體環(huán)境的梯度上。我們已經(jīng)看到，一些人類腸道細(xì)菌比以前認(rèn)為的更接近于不可逆的宿主依賴。”
Ley 說(shuō)：“這從根本上改變了我們對(duì)人類腸道微生物組的看法。”
基于微生物組的治療的人群特異性方法
為了從全球不同人群中獲取數(shù)據(jù)，研究小組分析了歐洲、亞洲和非洲 1,225 人的腸道微生物和基因組。在蒂賓根大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)研究所的研究人員及其在越南和加蓬的合作伙伴的幫助下，收集了糞便和唾液樣本。此外，全球的研究人員通過(guò)提供來(lái)自喀麥隆、韓國(guó)和英國(guó)招募的參與者的類似數(shù)據(jù)集來(lái)支持這項(xiàng)研究
該研究的結(jié)果有助于進(jìn)一步了解長(zhǎng)期以來(lái)與當(dāng)?shù)厝丝谙嚓P(guān)的特定人群微生物。有了這些知識(shí)，基于微生物組的疾病療法可以適應(yīng)和改進(jìn)為針對(duì)特定人群的治療。
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