人類腸道微生物組由數(shù)千種不同的細菌和古細菌組成，這些細菌和古細菌在人群和個體之間差異很大。圖賓根馬克斯普朗克生物學研究所的科學家們現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了與人類宿主有著平行進化歷史的腸道微生物：這些微生物在人類腸道環(huán)境中共同進化了數(shù)十萬年。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。現(xiàn)在發(fā)表在《科學》雜志上，研究人員展示了他們使用來自非洲、亞洲和歐洲的 1,225 個人的數(shù)據(jù)進行的研究結(jié)果。
人類腸道中的許多微生物物種可以在來自世界各地的人群中找到。然而，在微生物物種中，微生物菌株在個體和群體之間顯著不同。盡管它們對人類健康很重要，但迄今為止對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自哪里的問題。
將微生物和人類的歷史聯(lián)系起來
研究小組推測，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。為了測試微生物是否與人類宿主同時進化和多樣化，馬克斯普朗克生物學研究所、熱帶醫(yī)學研究所和蒂賓根大學卓越集群CMFI的研究人員首次系統(tǒng)地比較了人類的進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，并使用統(tǒng)計測試來研究這些樹的匹配程度。超過 60% 的被調(diào)查物種與其人類宿主的進化歷史相匹配，這意味著當人們從非洲散布到各大洲時，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化歷史，”進行這項研究的蒂賓根馬克斯普朗克生物學研究所微生物組科學系主任、副發(fā)言人露絲·萊伊說CMFI 的。
腸道微生物開始依賴宿主
“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 補充道。事實上，一些與人類一起進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，他與他的同事 Liam Fitzstevens 共同擔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，一些人類腸道細菌比以前認為的更接近于不可逆的宿主依賴。”
Ley 說：“這從根本上改變了我們對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。在蒂賓根大學熱帶醫(yī)學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提供來自喀麥隆、韓國和英國招募的參與者的類似數(shù)據(jù)集來支持這項研究
該研究的結(jié)果有助于進一步了解長期以來與當?shù)厝丝谙嚓P(guān)的特定人群微生物。有了這些知識，基于微生物組的疾病療法可以適應(yīng)和改進為針對特定人群的治療。
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