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Nature突破发现:肠道细菌与人类细胞“说同一种语言”,有望带来新疗法

2017/09/01 来源:生物探索
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导读
日前,发表在《自然》杂志上的一项研究中,来自洛克菲勒大学等机构的科学家们发现,肠道细菌与人类细胞甚至会说同样的语言。这种新发现的共性为改造对疾病有治疗益处的肠道菌群打开了大门。


Bacteria (stock image).Credit: © 7activestudio / Fotolia

人类与生活在我们体内数以万亿计的细菌有一种共生关系:它们帮助我们,我们也帮助它们。8月30日,发表在Nature杂志上的一项突破成果中(论文标题:Commensal bacteria make GPCR ligands that mimic human signalling molecules),来自洛克菲勒大学等机构的科学家们发现,这些细菌与人类细胞甚至会说同样的语言。这种新发现的共性为改造对疾病有治疗益处的肠道菌群打开了大门。

具体来说,这一研究发现,尽管在很多方面都不同,但肠道细菌与人类细胞说的是基本相同的化学语言。这些相同的语言是基于一种叫做配体(ligand)的分子。基于这些发现,科学家们开发了一种基因改造细菌的方法,使其能够产生通过调节人类新陈代谢对某些疾病具有治疗潜能的分子。在小鼠测试中,引入这种修改版的肠道细菌导致了血糖水平的降低以及其它代谢变化。

据悉,这一方法涉及到配体 “锁与钥”的关系(lock-and-key relationship of ligands)。这类分子能与人类细胞膜上的受体相结合,产生特定的生物学效应。在这种机理下,来自细菌的分子模拟了结合G蛋白偶联受体(G-protein-coupled receptors,GPCRs)的人类配体。


Sean Brady博士

该研究的通讯作者Sean Brady博士说:“许多GPCRs与代谢疾病有关,也是最常见的药物靶点。它们很方便出现在消化道中。肠道细菌也是在这发现的。”

在这项研究中,科学家们改造肠道细菌,使其能产生一种叫做N-acyl amides的特定配体。N-acyl amides会结合特定的人类受体——GPR 119。该受体参与了葡萄糖和食欲的调节,先前被作为糖尿病和肥胖的治疗靶点。该研究的第一作者Louis J. Cohen称,他们创造出的细菌配体被证明与人类配体在结构上几乎完全相同。

Brady博士认为,在过去的20年里,这一领域的最大变化是,科学界认识到,我们与这些细菌的关系并不是敌对的。他说:“这一研究只是我们调查来源于细菌的分子功能的第一步。我们的计划是系统性地研究被肠道细菌用来与我们交流的机制。”

参考资料:

Gut bacteria that 'talk' to human cells may lead to new treatments

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