肠道微生物的研究不复杂,不信看这篇Science
本文转载自“小张聊科研”,已获授权。
今天咱们再来讨论一个科研热点:肠道菌群,Gut microbiota。
肠道是人体最大的消化和排毒器官,肠道中寄生着数以计亿的细菌,并不都是人类的朋友,按特性来讲,它们可分为3大类,即好菌、坏菌和中性菌。当人体肠道中好菌比例下降而坏菌数量上升时,人体免疫力下降,极易导致多种疾病的发生。肠道微生态这个方向可谓火得不要不要的,经常出现在CNS正刊中,通过pubmed搜索可以看到,从2011年到现在,关于肠道微生态的文章多不胜数,其中影响因子大于20的就有500多篇,下面是这几年发表情况。
师兄见天给大家带来的就是Gut microbiome,发表在Science上的重大发现:肠道微生物可以通过调控胆汁酸(bile acids)抑制NKT细胞到肝脏,促进肝癌(HCC)细胞的生存。
期刊:Science
时间:2018年5月25日
单位:NIH,癌症研究中心
传统认为,肠道微生物的代谢产物通过肠道转移至肝脏,而对肝癌的发生发展起到促进的作用,所以认为在这一点上,他们是“坏细菌”。但是具体的分子机制并不清楚
(1)杀死肠道微生物,肝癌被抑制
作者通过给MYC基因突变(肿瘤模型)的小鼠喂食水和广谱抗生素(ABX),来检测肠道微生物的存活对于肝癌发生发展的影响,如图所示,ABX杀死了肠道微生物,同时发现肝癌的增殖明显被抑制。
(2)肝癌细胞被抑制增殖前,发现肝脏中NKT细胞数量增加(免疫细胞筛查)
这个时候你要想一个问题,那就是什么在起作用,导致了肿瘤细胞的增殖被抑制,作者选择做免疫细胞对于肿瘤细胞的影响关系。
进一步研究发现,免疫系统除可起到防御作用外,还可能助力癌症形成。例如,免疫系统中的CD8+T细胞可在慢性肝病初期防止出现急性肝衰竭,却在疾病后期“叛变”,参与到肝损伤和肝纤维化的过程中。另外,在许多自身免疫性疾病中活跃的淋巴毒素-β受体也会促使癌症形成。
这篇作者发现肝脏中的B细胞, CD4阳性T细胞 NK细胞,γ/δ T细胞,G-MDSC细胞均没有显著增加,而NKT细胞的数量增加显著。
(3)证明:肝脏NKT细胞数量调控CD1d的肿瘤细胞的生存、转移
有文献证明,NKT能够杀死CD1d抗原分子表达的肿瘤细胞,于是作者进一步地把肿瘤类型扩大到黑素瘤细胞、淋巴瘤细胞、B细胞淋巴瘤细胞中,它们都表达CD1d抗原分子。
实验证明,NKT细胞可以抑制CD1d阳性表达的肿瘤细胞,如果敲减掉CD1d或者NKT细胞上的CXCR6,则无法抑制肿瘤细胞的增殖和转移情况。
(4)分子机制:胆汁酸bile acid/CXCL16/CXCR6调控了NKT细胞在肝脏中的富集
有报道称:CXCL16是唯一的CXCR6受体的效应分子,且肝窦内皮细胞(LSECs)能产生CXCL16,是最主要来源。所以作者对ABX处理过的小鼠肝脏中的CXCL16含量进行了检测,发现CXCL16含量显著增加(如图),
所以就形成了:ABX杀死了肠道微生物,介导了LSECs分泌CXCL16,招募了NKT细胞到肝脏中来。
但是肠道微生物为何调控LSECs分泌CXCL16?
S. I.Sayin et al., Gut microbiota regulates bile acid metabolism by reducing thelevels of tauro-beta-muricholic acid, a naturally occurring FXR antagonist.Cell Metab. 17, 225–235 (2013).doi: 10.1016/j.cmet.2013.01.003; pmid: 23395169
这篇文献中发现,肠道微生物可以对胆汁酸存在修饰作用,而胆汁酸是否调控了LSECs分泌CXCL16呢?
作者将胆汁酸的肠道-肝脏输送切断,停止了向肝脏输送胆汁酸(bile acid),果然肝脏中的NKT细胞数量显著积累增加,证实了胆汁酸bile acid/CXCL16/CXCR6调控了NKT细胞在肝脏中的富集的假说。
(5)肠道微生物那么多,哪个类群在调控胆汁酸的修饰和加工呢?Clostridium species,梭菌属
因为ABX是由3种微生物组成:万古霉素、新霉素、复方亚胺硫霉素。其中万古霉素就可以足够导致NKT的积累,而新霉素次之,头孢哌酮可以导致NKT的数量增强,而万古霉素和头孢哌酮都是革兰式阳性细菌(Gram-positive)的抑制剂,革兰氏阳性菌能够在胆汁酸的加工过程中起到非常重要的作用。
万古霉素和新霉素的抑菌表达谱检测出来不就万事大吉了吗?怎么测?16sRNA测序,就可以知道细菌差异表达谱!
但是发现除了Clostridiumspecies外,Bacteroidales的谱系变化也是一致的,但是通过查阅文献发现和二级胆汁酸产生相关的7α-脱羟基反应只和革兰氏阳性菌的Clostridium相关,Bacteroidales是革兰氏阴性菌。
所以最终就形成了这样的假说:Clostridium被杀死→阻断了胆汁酸的二级结构加工→阻断其运输到肝脏→促进了肝脏CXCL16表达→NKT细胞被招募→肝癌细胞被杀死或者转移被抑制
所以肠道微生物在肝脏方面有促进肝癌细胞增殖和转移的作用。
引文:
Ma, Chi, et al. "Gut microbiome–mediated bile acid metabolism regulates liver cancer via NKT cells." Science360.6391 (2018): eaan5931.
http://science.sciencemag.org/content/360/6391/eaan5931
猜你喜欢
10000+:菌群分析 宝宝与猫狗 梅毒狂想曲 提DNA发Nature Cell专刊 肠道指挥大脑
系列教程:微生物组入门 Biostar 微生物组 宏基因组
专业技能:学术图表 高分文章 生信宝典 不可或缺的人
一文读懂:宏基因组 寄生虫益处 进化树
必备技能:提问 搜索 Endnote
文献阅读 热心肠 SemanticScholar Geenmedical
扩增子分析:图表解读 分析流程 统计绘图
16S功能预测 PICRUSt FAPROTAX Bugbase Tax4Fun
在线工具:16S预测培养基 生信绘图
科研经验:云笔记 云协作 公众号
编程模板: Shell R Perl
生物科普: 肠道细菌 人体上的生命 生命大跃进 细胞暗战 人体奥秘
写在后面
为鼓励读者交流、快速解决科研困难,我们建立了“宏基因组”专业讨论群,目前己有国内外1800+ 一线科研人员加入。参与讨论,获得专业解答,欢迎分享此文至朋友圈,并扫码加主编好友带你入群,务必备注“姓名-单位-研究方向-职称/年级”。技术问题寻求帮助,首先阅读《如何优雅的提问》学习解决问题思路,仍末解决群内讨论,问题不私聊,帮助同行。
学习16S扩增子、宏基因组科研思路和分析实战,关注“宏基因组”
肠道微生物的研究不复杂,不信看这篇Science相关推荐
- 2019年度巨献:肠道微生物组研究领域重要成果解读!
文章转自生物谷 时光总是匆匆易逝,转眼间,2019年就要结束了,在即将过去的一年里,科学家们在肠道微生物组研究领域取得了哪些重要的研究成果呢?本文中,小编对相关重要的研究成果进行整理,分享给大家! [ ...
- CHM:新生儿肠道微生物菌群研究
文章目录 CHM:婴儿出生后第一年肠道微生物组的动态变化和稳定 热心肠日报 研究总结 研究背景 研究结果 表1. 研究人群的描述 组装婴儿肠道微生物组的基因组 图1. 剖腹产婴儿与母亲肠道菌群的相似性 ...
- 关于实例分割的最新研究和进展,看这篇就够了!
在计算机视觉领域,实例分割是一个很重要的研究主题,在地理信息系统.医学影像.自动驾驶.机器人等领域有着很重要的应用技术支持作用,具有十分重要的研究意义. 本文综述基于实例分割的最新进展和发展历程,首先 ...
- 下次诺贝尔奖会是他吗?肠道微生物组领域开创者Jeffrey Gordon
本文转载自"知识分子",已获授权. 原标题"他发现了科学的新大陆:人类是和微生物组成的超级生物体" ► 杰弗里·戈登,图片来自Robert Poston/Was ...
- BBI综述:在微生物组研究中使用宏转录组
在微生物组研究中使用宏转录组 Use of Metatranscriptomics in Microbiome Research https://doi.org/10.4137/BBI.S34610 ...
- BBI:Eran Elinav组综述在微生物组研究中使用宏转录组
在微生物组研究中使用宏转录组 Use of Metatranscriptomics in Microbiome Research https://doi.org/10.4137/BBI.S34610 ...
- 肠道微生物群与心血管疾病:机遇与挑战
冠状动脉疾病是世界范围内最常见的健康问题,也是导致发病率和死亡率的主要原因.肠道菌群在人类新陈代谢.免疫力等方面扮演重要角色,与冠状动脉疾病之间也存在相关性. 本 文 要 点 1.肠道微生物群与CAD ...
- 在传染病中,肠道微生物-免疫力-营养在优化治疗策略中的作用
谷禾健康 传染病,肠道微生物,营养 传染病和感染目前是许多地区尤其是低收入国家主要死亡原因,也是婴儿和老年人等弱势群体的主要风险.免疫系统在这些感染的易感性.持续性和清除中起着至关重要的作用.由于 7 ...
- 从生活习惯到肠道微生物,揭秘胃肠道癌症的成因
谷禾健康 编辑 癌症一直是全球人类关注的重点,近年来癌症的发病率迅速增加,例如乳腺癌.前列腺癌和肺癌非常普遍.胃肠道癌在发病率和死亡率方面位居首位,并造成重大的社会经济负担. 胃肠道癌症包括胃癌.肝 ...
最新文章
- 每日一皮:生活永远在鼓励你...
- [Swift通天遁地]七、数据与安全-(1)XML文档的创建和解析
- 交换机出现err-disable的原因及解决方法
- computer vision(计算机视觉)方面的期刊会议,学术必备
- hello world的Java代码,Java语言实现hello world代码
- 【玩转cocos2d-x之三十】点九图和输入框的使用
- 快速验证业务决策,“玩转”用户增长
- eclipse html页面校验,当我在Eclipse浏览器中运行url时,HTML表单未通过验证
- 小米集团架构调整:王川出任CSO 李肖爽兼任大家电部总经理
- zabbix监控Linux系统服务
- qcow2、raw、vmdk等镜像格式
- django模板的使用方法
- Android你可能要用到的自定义View分享
- Nuget包管理器将nupkg文件导入ASP.NET MVC5项目
- Java后台给PDF加水印并且合并多个PDF文件
- 三星android手机工程模式,11款手机工程模式汇总 小编教你来验机
- Windows常见蓝屏代码及解决方法
- ORA-01950: 对表空间 'USERS' 无权限
- win10默认浏览器不显示谷歌浏览器_win10系统中谷歌浏览器网页显示不正常是什么情况?...
- 娱乐至死,年轻人的慢性毒药
热门文章
- 学习一下国际巨头互联网公司的一些运营与管理思路!
- 前端性能优化——从 10 多秒到 1.05 秒
- 基于机器学习的入侵检测系统
- BAT某家应届研究生吐槽互联网实习经历:宁愿降薪回老家,也不屈服996
- PingCode新成员Goals开放内测!
- 多商家分销商城系统如何开发?
- perfect book
- LRU算法确定最后使用时间的顺序-计数器
- 学好python的技巧_初学Python搞不懂基础怎么学得好?掌握这9个技巧你也可以做大神...
- 单片机ad转换测电压c语言,大家帮我看下这个STC AD转换 测电压程序错在哪里,谢谢了...