Nat,Commun：通过追踪人类进化历史寻找和多种疾病发病相关的“金发”基因

Nat,Commun：通过追踪人类进化历史寻找和多种疾病发病相关的“金发”基因

2017年2月11日 讯 /生物谷BIOON/ --近日，一项刊登在国际杂志Nature Communications上的研究报告中，来自都柏林圣三一学院（Trinity College Dublin）的研究人员通过研究利用进化历史阐明了多种神经发育障碍和疾病的发病机制，文章中研究人员发现了一类基因或许和多种疾病发病相关，比如自闭症、精神分裂症、智力障碍、发育迟缓以及癫痫症等。

人类基因组中有超过2万个基因含有所有能够产生机体重要蛋白的编码，这项研究中，研究人员对某些个体机体基因组中发生重复或被剔除的区域进行了研究，这些名为拷贝数变异（copy number variants，CNVs）的区域在人类机体中非常之多。并不是所有的拷贝数变异都会导致不同个体之间出现显著的差异，有时候CNVs中的一些基因的功能似乎同拷贝的数量并无关联，然而其它CNVs中的突变就会参与多种机体障碍和疾病的发生，这些疾病CNVs非常大，而且研究人员面对的主要挑战就是在这些区域中鉴别出诱发问题的关键基因。

研究者Aoife McLysaght教授说道，我们认为这些区域中肯定有一些基因具有“金发”特性（'Goldilocks' properties），其要么复制过多要么复制过少，而且这些基因并不能正常“工作”；因此拷贝的数量必须刚刚好。随后研究人员对进化历史进行了追踪后发现了那些随着进化时间延续耐受性不会增加或降低的基因，这项研究的关键就是在诱发疾病的CNVs中寻找“金发”基因的踪迹，而且对人类发育非常关键的基因似乎也是特别重要的。

研究者发现，和发育障碍相关的CNVs趋向于发生的变化远不及和发育障碍无关的CNVs所发生的变化（以基因拷贝的数量来衡量），而且这种模式适用于不同种类的哺乳动物。基因拷贝数量的广泛变化似乎也会在良性CNVs（非疾病相关的CNVs）中发展和持续，这些效应具有太多严重的生理学问题以至于其并不能在个体后代中传递。

研究者McLysaght补充道，研究结果表明，我们的进化历史对于理解人类疾病的发生非常有用，相应的这些指标能够帮助我们寻找到一系列和疾病发生相关的基因。对和疾病或障碍相关的基因进行分离或许就能够增加我们对疾病发病机理的理解，以便后期开发出更好的疾病诊断策略，以及治疗疾病的新型疗法。

Nat Commun：多吃草莓、石榴，可预防慢性肠病

1月9日，一项刊登在国际杂志 Nature Communications 上的研究报告中，来自路易斯维尔大学通过研究发现，草莓和石榴中一种名为尿石素A（Urolithin A，UroA）的微生物代谢产物或能帮助降低并保护机体抵御炎性肠病（IBD），如今全球有数百万人遭受炎性肠病（比如克罗恩病等）的折磨，但并没有有效的疗法对其进行治疗。

肠道菌群在人体健康和病理生理学中的重要性是无可争辩的，尽管有丰富的宏基因组学数据支撑，但其在人类健康和疾病中的功能仍然是个巨大的谜团。

已知来自石榴、草莓等浆果果实中的尿石素A（UroA）是一种主要微生物代谢产物，它具有抗炎、抗氧化和抗衰老的作用。近日，美国路易斯维尔大学（UofL）的研究人员发现，UroA能够减轻并预防炎症性肠病(IBD)。目前，全世界有数百万人患有溃疡性结肠炎或克罗恩氏病等IBD，但几乎没有长期有效治疗方法。

UofL的研究人员已经确定，UroA及其强效合成类似物（UAS03）通过增加某些蛋白质来减轻IBD。这些蛋白质可以收紧肠道中的上皮细胞连接并减少动物模型中的肠道炎症。肠道屏障的紧密连接能防止引起IBD炎症特征的有害微生物和毒素渗透。

1月9日在《Nature Communications》上发表的一项临床前研究表明，UroA和UAS03可以减轻炎症并修复肠道屏障完整性的机制还能预防结肠炎。

研究第一作者、博士后研究员Rajbir Singh说：“到目前为止，该领域的普遍观点是UroA通过其抗炎和抗氧化特性发挥益处。我们首次发现它们的功能模式还包括修复肠道屏障功能异常和保持肠道屏障完整性。”

研究通讯作者、微生物学和免疫学助理教授Venkatakrishna Rao Jala博士及其他研究人员一直在研究人类肠道微生物组的代谢产物如何影响健康的方方面面。通过理解特定代谢物的作用，他们希望使用其直接作为治疗疾病的手段。

过去有报告称，肠道中的假链双歧杆菌INIA P815具有从鞣花酸（EA）产生UroA的能力，EA是一种在浆果中发现的化合物。即使食用含有EA的食物，但UroA水平的变化可能是由于从一个个体到另一个个体产生UroA不同菌群的结果，并且一些个体中可能根本没有这种细菌。

虽然通过食用适当的食物并保护有益菌群有助于促进肠道中自然水平的UroA对健康应该有积极的影响，但研究人员认为，使用更稳定的合成UAS03可能在急性结肠炎的病例中具有治疗效果。这需要进一步实验和临床测试来验证这一观点。

Jala说：“我们肠道中的微生物已经进化得能在肠道屏障附近产生有益的代谢产物。然而，这需要我们保护好肠道有益菌并保持健康饮食。这项研究表明，直接食用UroA或类似物可以弥补缺乏负责产生UroA的特定细菌。”

研究者Rajbir Singh博士表示，目前为止，科学家们认为，尿石素能通过抗炎和抗氧化的特性来产生有益效应，这项研究中我们首次发现，这种功能模式包括修复肠道屏障的异常并维持肠道屏障的完整性。

此外，研究者还阐明了人类机体微生物群落所产生的代谢产物影响机体多个方面的分子机制，通过理解特殊代谢产物的效应，研究者就希望利用能够开发出治疗炎性肠病等多种疾病的新型疗法。

肠道中的假链状双歧杆菌INIA P815能通过鞣花酸（EA）来制造UroA，鞣花酸是草莓和石榴中的一种特殊化合物，研究者认为，利用较为稳定的合成性UAS03或许就能有效治疗急性结肠炎，当然后期还需要进行更多试验和临床检测来证实这种想法。肠道中的微生物能够进化到在肠道屏障附近产生有意的代谢产物，这就需要我们摄入较为健康的饮食。

本文研究结果表明，直接摄入UroA或其类似物或许就能补偿机体中产生UroA的特殊细菌的缺失，同时持续摄入草莓和石榴也能够带来类似的保护效应，UroA和UAS03具有一定的治疗性和保护性效益，其能有效逆转结肠炎患者的症状，帮助改善患者的生活质量。

文献原始出处：

Rajbir Singh, Sandeep Chandrashekharappa, Sobha R. Bodduluri, et al.?Enhancement of the gut barrier integrity by a microbial metabolite through the Nrf2 pathway.?Nature Communications. Jan 9, 2019.

本文地址:http://www.dadaojiayuan.com/jiankang/282169.html.

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