腸道細胞利用microRNAs控製微生物組

　　生物學前沿之一就是談論操縱我們(men) 的腸道微生物組(microbiome)。這聽起來像一個(ge) 大膽的想法，但它看起來像是我們(men) 可能一直就在修改我們(men) 的微生物組，甚至都沒有意識到這一點。一篇新的來自美國哈佛大學醫學院的Howard Weiner、Shirong Liu及其研究團隊的論文提示著我們(men) 的腸道細胞早就知道如何利用miRNAs(microRNAs，微小核糖核酸)控製我們(men) 體(ti) 內(nei) 的細菌。相關(guan) 研究結果近期發表在Cell Host & Microbe期刊上，論文標題為(wei) “The Host Shapes the Gut Microbiota via Fecal MicroRNA”。

　　腸道細胞釋放miRNAs

　　我們(men) 知道糞便中的miRNAs可作為(wei) 疾病的生物標誌物。為(wei) 了觀察正常條件下miRNAs是否存在於(yu) 糞便中，研究人員獲取人和小鼠糞便樣品，在這兩(liang) 種樣品中發現了大量的miRNAs：(1)在腸道的不同部分，miRNAs譜是不同的;整體(ti) 而言，回腸中的miRNAs要比結腸中的多;(2)無菌的或者接受抗生素治療的小鼠具有更多的miRNAs存在於(yu) 糞便中，但是患有葡聚糖酸鈉(DSS)誘導的結腸炎的小鼠因這種疾病殺死腸上皮細胞而具有更少的miRNAs存在於(yu) 糞便中。

　　為(wei) 了找出糞便中這些miRNAs的來源，研究人員在多種類型小鼠細胞中敲除Dicer1基因，其中該基因是製造miRNAs所必需的。當他們(men) 通過敲除Dicer1阻斷腸上皮細胞或Hopx+細胞中的miRNAs製造時，miRNAs水平下降了。

　　腸道中的miRNAs調控腸道微生物組

　　腸道中的miRNAs是令人關(guan) 注的，但並不是非常令人吃驚。真正令人吃驚之處在於(yu) 當研究人員研究缺乏Dicer(因而產(chan) 生更少的miRNAs)的小鼠時，這些小鼠具有更加多樣化的腸道菌群。令人印象深刻的是，將從(cong) 野生小鼠糞便中純化的miRNAs移植到這些miRNAs缺乏的小鼠體(ti) 內(nei) 能夠將腸道細菌多樣性降至正常水平。

　　在真核生物中，miRNAs影響基因表達，因此研究人員驗證一下這些miRNAs中的任何一個(ge) 是否在細菌基因組中具有潛在的結合位點，確實，它們(men) 的確如此。證據有：(1)對經預測具有miRNAs結合靶標的兩(liang) 種細菌---具核梭杆菌(Fusobacterium nucleatum)和大腸杆菌---進行測試，結果表明當與(yu) 這些miRNAs一起混合時，這兩(liang) 種細菌生長得更好，但是經改造缺乏miRNAs結合靶標的這兩(liang) 種細菌則沒有這種效果;(2)當給這些miRNAs標記上Cy3(一種這兩(liang) 種細菌能夠吸入的染料)後，研究人員證實它們(men) 確實進入這兩(liang) 種細菌體(ti) 內(nei) ;(3)更重要的是，miRNAs顯著地改變了它們(men) 體(ti) 內(nei) 預期的靶標基因表達;(4)在一種令人印象深刻的優(you) 雅幹預下，研究人員將加強大腸杆菌生長的miRNAs加入到小鼠飲用水中，這些miRNAs確實在小鼠體(ti) 內(nei) 增加大腸杆菌生長。

　　因此，宿主腸道細胞分泌的miRNAs確實改變腸道微生物組，但是但這對健康有什麽(me) 影響嗎?為(wei) 了解答這一問題，研究人員針對患有葡聚糖酸誘導的結腸炎的小鼠開展研究。這些在其腸道中不能製造miRNAs的小鼠具有更加惡化的症狀，但是隻需移植來自野生型小鼠的miRNAs而不是細菌就足以顯著改善它們(men) 的結腸炎症狀。

　　等一下，但是還有很多問題等待解答

　　這項研究揭示了宿主與(yu) 微生物組之間的一個(ge) 全新的相互作用，這也提出了一係列新問題。比如，腸道中哪種形式的miRNAs是zui為(wei) 重要的---在胞外膜泡(extracellular vesicle)中自由移動，抑或其他?miRNAs如何改變細菌基因表達?

　　盡管這些新的問題還需人們(men) 去解答，但是這項研究證實動物能夠而且確實能夠在基因水平上操縱它們(men) 體(ti) 內(nei) 的細菌。也許zui令人興(xing) 奮的發現是隻需把miRNAs加入到飲用水中就能夠改變腸道細菌。miRNAs相對較為(wei) 低廉，以及我們(men) 每天不斷發現腸道細菌的更多健康效果，因此如果我們(men) 能夠找出合適的miRNAs來培養(yang) 合適的細菌的話，那麽(me) 我們(men) 可能每天都能讓腸道細菌重新洗牌。

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