數(shù)萬(wàn)億細(xì)菌共生在我們體內(nèi)。Rockefeller大學(xué)和西奈山醫(yī)學(xué)院的一項(xiàng)最新研究表明，腸道細(xì)菌竟然共享同一種語(yǔ)言。

腸道細(xì)菌

“我們稱其為擬態(tài)（mimicry），”Rockefeller大學(xué)基因編碼小分子實(shí)驗(yàn)室主任Sean Brady說。這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《Nature》雜志。

Brady和同事Louis Cohen發(fā)現(xiàn)，腸道細(xì)菌和人類細(xì)胞雖然是兩種生物，但它們卻互通相同的以配體分子為基礎(chǔ)的化學(xué)語(yǔ)言。

他們開發(fā)了一種方法，利用基因工程使細(xì)菌生產(chǎn)通訊分子，從而改變?nèi)梭w細(xì)胞新陳代謝，最終治療某些疾病。

在小鼠模型試驗(yàn)中，他們引入改良后的腸道細(xì)菌，成功使動(dòng)物血糖水平降低，以此類推，還能改變其他新陳代謝。

分子模擬

配體能與人類細(xì)胞膜上制造特定生物學(xué)效應(yīng)的受體結(jié)合，課題組采用的方法基于“鎖與鑰匙”的關(guān)系。讓細(xì)菌驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)模擬人類配體的分子，配體再與G-蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）結(jié)合。

許多GPCRs都與代謝疾病有關(guān)，它們是藥物治療最常見的靶標(biāo)，在腸道也廣泛存在。“既然如此，我們就讓腸道細(xì)菌直接跟腸道細(xì)胞交涉，”Brady說。

Cohen和Brady設(shè)計(jì)了工程腸道菌使其生產(chǎn)N-?；０罚∟-acyl amides），特異性與人類GPR 119受體結(jié)合，后者參與糖和食欲調(diào)節(jié)，曾用作糖尿病和肥胖癥的治療靶標(biāo)。

操控系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)

“人類所有腸道細(xì)菌的所有基因或多或少都已被測(cè)序，細(xì)菌基因比人類基因更容易操縱，”Cohen說。

Brady實(shí)驗(yàn)室之前的研究項(xiàng)目是從土壤中提取微生物來尋找天然藥物，以此為起點(diǎn)Cohen決定從人類糞便樣本中來尋找適合進(jìn)行編輯的腸道細(xì)菌DNA。然后將這些DNA加載到大腸桿菌中，以便在體外擴(kuò)增，并測(cè)試所表達(dá)的蛋白質(zhì)。

經(jīng)測(cè)定，工程菌生產(chǎn)的配體在結(jié)構(gòu)上與人類配體完全相同。

小鼠和細(xì)胞模型實(shí)驗(yàn)表明，該基因工程產(chǎn)物在調(diào)節(jié)激素代謝和葡萄糖穩(wěn)態(tài)方面與人類配體效力一致。下一步是確定其對(duì)人類潛在的生理作用。

盡管距離臨床應(yīng)用仍有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的意義在于共生細(xì)菌能化學(xué)擬態(tài)真核細(xì)胞的信號(hào)分子，利用腸道微生物基因合成小分子代謝產(chǎn)物或?qū)⒊蔀榧膊≈委煹耐ㄓ梅椒ā?/p>