腸道菌群,人體腸道的正常微生物,如雙歧桿菌,乳酸桿菌等能合成多種人體生長發育必須的維生素,如B族維生素(維生素B1、B2、B6、B12),維生素K,煙酸、泛酸等,還能利用蛋白質殘渣合成必需氨基酸,如天冬門氨酸、苯丙氨酸、纈氨酸和蘇氨酸等,并參與糖類和蛋白質的代謝,同時還能促進鐵、鎂、鋅等礦物元素的吸收。這些營養物質對人類的健康有著重要作用,一旦缺少會引起多種疾病。 人體腸道內寄生著10萬億個細菌,它們能影響體重和消化能力、抵御感染和自體免疫疾病的患病風險,還能控制人體對癌癥治療藥物的反應。
影響腸道菌群的因素Brain-Gut axis
當大腦有應激反應時,可通過腎上腺素能神經途徑改變腸道菌群穩態,引起腸道內環境紊亂。最常見的是應激性腸炎(IBS),即在你緊張的時候可引起急性腹瀉的一種疾病。實驗小白將有專刊為大家介紹這種神秘的疾病。
酒精 & 腸道菌群
酒精和乙醛等可增加腸道的通透性,引起腸道菌群紊亂,導致菌群分泌LPS、PGN、flagellin、CpG以及DNA增加,最終改變肝內免疫反應,促進酒精性肝病等肝臟疾病的發生發展。
宿主糞便中的miRNA & 腸道菌群
宿主糞便中的miRNA可進入像F.nucleatum 和E.coli等腸內細菌,調控其基因的轉錄,最終影響這些腸內細菌的生長。糞便中缺少miRNA可導致腸內菌群紊亂,加重大腸炎發展;而移植正常小鼠糞便中的miRNA則可減輕大腸炎癥狀。
宿主遺傳背景 & 腸道菌群
2014年cell雜志發文稱,同卵雙生比異卵雙生具有更相似的腸道菌群組成,而且鑒定出多種和遺傳有關的腸道細菌種屬。另外,該文章還發現減肥相關腸道細菌(Chtistensenella minuta).如上圖所示,與肥胖的人相比,苗條的人具有更高水平的C.minuta,而無菌小鼠接受C.minuta移植后,小鼠體重減輕。
腸道菌群的作用腸道菌群 & 免疫
?腸道菌群的代謝產物中的短鏈脂肪酸(Short-chain fatty acids)、芳香烴受體的配體(AHR liagands)、多胺類物質(polymines)等都可顯著影響機體的免疫功能。尤其是短鏈脂肪酸可結合多種GPR分子,誘導Treg細胞和耐受型的DC細胞產生,維持腸道穩態,最終降低Th2、過敏等炎癥反應。
腸道菌群很多自身組分(如LPS、鞭毛蛋白、肽聚糖、甲酰基多肽以及特殊的核酸等)都可調控機體的免疫反應。例如(如上圖所示),腸道擬桿菌的成分PSA經過DC細胞提呈后,誘導Treg細胞產生,同時抑制Th1和Th17細胞反應
腸道菌群還可通過代謝產物、刺激免疫細胞分泌細胞因子、誘導腸內分泌細胞產生5-HT、影響神經細胞等方式調節大腦活動,最終影響人的行為、心情、學習和記憶等活動。
腸道菌群 & 腫瘤
在TLR信號存在的卡波氏肉瘤模型中,腸道共生菌產物觸發TLR5信號,促進腫瘤生長。而抗生素處理后,可控制腫瘤生長;而在TLR5信號缺失的卵巢癌和乳腺癌模型中,異常的腸道菌群可通過誘導IL-6和IL-17的產生促進腫瘤的發生發展。而抗生素處理后,也可抑制這兩種腫瘤的生長。
腸道菌群刺激免疫細胞分泌ROS,阻斷腫瘤細胞的DNA修復和轉錄,導致細胞死亡,最終可增強奧沙利鉑(oxaliplatin)的療效;而在小鼠自發的腫瘤模型中,抗生素清除腸道菌群后可減弱CpG的療效。同時,研究發現腸道菌群可顯著增加anti-PD-1/PD-L1和anti-CTLA-4治療腫瘤的效果。
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