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促进健康的肠道菌群可能是降低胆固醇的有效策略

导读拉霍拉,加利福尼亚州-斯克里普斯研究公司的科学家已经开发出能够将肠道细菌群重塑为更健康状态的分子,在小鼠身上的实验表明,这可以降低...

拉霍拉,加利福尼亚州-斯克里普斯研究公司的科学家已经开发出能够将肠道细菌群重塑为更健康状态的分子,在小鼠身上的实验表明,这可以降低胆固醇水平,并强烈抑制动脉增厚,即所谓的动脉粥样硬化。

科学家在《自然生物技术》报告了他们的发现。他们创造了一组称为肽的分子,可以减缓肠道细菌的生长。在高胆固醇和高脂肪饮食导致动脉粥样硬化的小鼠中,这些肽有益地改变了肠道微生物区系中的物种平衡,肠道微生物区系是指生活在消化系统中的数万亿细菌。这种变化降低了胆固醇水平,大大减缓了动脉中脂肪沉积的积累,而脂肪沉积是动脉粥样硬化的标志。

动脉粥样硬化是一种导致心脏病和中风(人类死亡的两个主要原因)的疾病。

合著者之一、斯克里普斯研究所化学教授雷扎加迪里(Reza Ghadiri)博士说:“令我们惊讶的是,简单地改造肠道微生物群会产生如此广泛的效果。”

微生物影响我们的健康。

肠道菌群包括数百种细菌,是基本共生关系的一部分。它已经进化了很长一段时间:细菌获得了生存的地方和大量的食物。作为回报,它们可以帮助动物宿主,主要是通过帮助它们消化食物。

在过去的二十年里,这些共生细菌已经成为世界范围内广泛研究的焦点,因为科学家发现微生物(部分是因为它们产生了称为代谢物的分子)不仅有助于消化食物,而且还发挥了一定的作用。在代谢、免疫等重要功能。

科学家们还知道,这种共生现象可能会对细菌的人类宿主产生不利影响。当人们过度使用抗生素或吃富含碳水化合物、脂肪和糖的“西方”饮食时,肠道菌群可能会以一种促进疾病的方式发生变化。

事实上,现在看来,西方饮食导致肥胖、糖尿病、高血压和动脉粥样硬化的风险增加,部分原因是微生物组的不利变化。

这一认识促使研究人员寻找重塑微生物群的方法,目标是减少这些不利变化,以恢复健康。Ghadiri和他的团队一直在研究一种方法,该方法包括输送小分子来杀死或减缓不良肠道细菌的生长,而不会影响良好的肠道细菌。

合著者、斯克里普斯研究所化学系助理教授卢克莱曼博士说:“我们的方法使用了被称为环肽的小分子,它们受到了大自然的启发。”“我们的细胞自然使用包括抗菌肽在内的各种分子来调节我们的肠道微生物种群。”

用于鉴定微生物重塑剂的筛选系统

在实验之前,研究团队已经收集了少量通过化学技术制备的环肽。在这项研究中,他们建立了一个筛选系统,以确定这些肽中是否有任何一种可以通过抑制不需要的肠道细菌来有益地重塑哺乳动物的肠道微生物区系。

他们使用对高胆固醇有遗传易感性的小鼠,并给它们喂食西式饮食,这种饮食可以快速可靠地产生高血胆固醇和动脉粥样硬化,以及肠道菌群的不利变化。然后,研究人员对动物的肠道内容物进行采样,并对每个样本应用不同的环肽。一天后,他们对样本中的细菌DNA进行了测序,以确定哪些肽将肠道细菌移向了所需的方向。

科学家们很快发现了两种肽,这两种肽显著减缓了肠道有害细菌的生长,使物种平衡更接近饮食更健康的老鼠。他们用这些肽来治疗吃高脂肪西方饮食的易患动脉粥样硬化的小鼠,发现与未经治疗的小鼠相比,动物血液中的胆固醇水平显著下降——治疗两周后约下降36%。他们还发现,与未治疗的小鼠相比,治疗10周后,小鼠的动脉粥样硬化斑块面积减少了约40%。

盖迪里说:“这些效果真的很棒。”

这项研究中使用的环肽显然与一些细菌细胞的外膜相互作用,减缓或停止细胞生长。Ghadiri和他的研究团队多年来一直在研究这些肽,并收集了几十种对哺乳动物细胞无毒的肽。分子也通过肠道而不进入血液。在这项研究中,这些肽在饮用水中传播给小鼠,与任何不良副作用无关。

受原理证明演示的启发,研究人员现在正在模拟糖尿病的小鼠中测试其肽,糖尿病是与不健康微生物群相关的另一种常见疾病。

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