来自上海交通大学的赵立平教授在复杂微生物群落结构分析技术和统计计算方法等方面做出了多项创新性工作,并通过多年研究,对微生物群落结构与功能的关系进行了大量探索。近期,他受邀在《Nature Reviews Microbiology》上发表综述文章,系统论述了肠道菌群作为致病因素在肥胖发生、发展中的地位和作用,并提出了进一步深入研究该问题的策略。
基因与环境的相互作用决定人体健康。目前,大量研究聚焦于分析人类基因组成与疾病易感性及药物敏感性的关系。然而,在人体内发挥作用、影响我们生老病死的不仅有人的基因,还有大量共生微生物的基因。人体内存在两个基因组:一个是从父母遗传而来的人类基因组,编码约2.5万个基因;另一个是出生后进入人体、尤其是肠道内的多达1000多种共生微生物,其遗传信息的总和称为“微生物组”或“元基因组”,所编码的基因超过100万个。两个基因组相互协调、和谐一致,是维持人体健康的关键。因此,在研究基因与人体健康关系时,绝不能忽略共生微生物基因的研究。
在这篇综述中,赵立平教授借用研究传染病致病因素的“科赫法则”作为理论框架,对涉及菌群与肥胖关系的研究论文进行了对比、归纳和整理分析,提出了肠道菌群是肥胖发生必须经过的“哨卡”的观点。他特别指出,肠道菌群中的一些内毒素产生菌是肥胖的致病菌,而肥胖可被看作是由这类肠道细菌引起的疾病。
为了进一步深入验证这一观点,赵立平教授提出了一个综合研究策略:1)通过全微生物组关联分析寻找关键细菌种类;2)分离这些功能菌,在无菌动物模型中复制疾病;3)阐明从肥胖致病菌到疾病各种症状出现的分子机制。这一策略也可应用于肠道菌群与其他慢性病的关系研究,对于深入认识人体慢性病的发病机制、开发新的疾病诊断、预防和治疗技术具有重要意义。
近期,赵立平研究组还与中科院营养科学研究所等单位合作,发现节食可以增加与小鼠寿命呈正相关的细菌的数量。这一发现提示,节食可能通过塑造更健康的菌群来促进宿主健康、延长寿命。赵立平教授表示,这为在人群中开展节食膳食干预提供了重要借鉴。
参考文献:doi:10.1038/nrmicro3089