生物學(xué)前沿之一就是談?wù)摬倏v我們的腸道微生物組（microbiome）。這聽(tīng)起來(lái)像一個(gè)大膽的想法，但它看起來(lái)像是我們可能一直就在修改我們的微生物組，甚至都沒(méi)有意識到這一點(diǎn)。一篇新的來(lái)自美國哈佛大學(xué)醫學(xué)院的Howard Weiner、Shirong Liu及其研究團隊的論文提示著(zhù)我們的腸道細胞早就知道如何利用miRNAs（microRNAs，微小核糖核酸）控制我們體內的細菌。相關(guān)研究結果近期發(fā)表在Cell Host & Microbe期刊上，論文標題為“The Host Shapes the Gut Microbiota via Fecal MicroRNA”。
腸道細胞釋放miRNAs
我們知道糞便中的miRNAs可作為疾病的生物標志物。為了觀(guān)察正常條件下miRNAs是否存在于糞便中，研究人員獲取人和小鼠糞便樣品，在這兩種樣品中發(fā)現了大量的miRNAs：（1）在腸道的不同部分，miRNAs譜是不同的；整體而言，回腸中的miRNAs要比結腸中的多；（2）無(wú)菌的或者接受抗生素治療的小鼠具有更多的miRNAs存在于糞便中，但是患有葡聚糖酸鈉（DSS）誘導的結腸炎的小鼠因這種疾病殺死腸上皮細胞而具有更少的miRNAs存在于糞便中。
為了找出糞便中這些miRNAs的來(lái)源，研究人員在多種類(lèi)型小鼠細胞中敲除Dicer1基因，其中該基因是制造miRNAs所必需的。當他們通過(guò)敲除Dicer1阻斷腸上皮細胞或Hopx+細胞中的miRNAs制造時(shí)，miRNAs水平下降了。
腸道中的miRNAs調控腸道微生物組
腸道中的miRNAs是令人關(guān)注的，但并不是非常令人吃驚。真正令人吃驚之處在于當研究人員研究缺乏Dicer（因而產(chǎn)生更少的miRNAs）的小鼠時(shí)，這些小鼠具有更加多樣化的腸道菌群。令人印象深刻的是，將從野生小鼠糞便中純化的miRNAs移植到這些miRNAs缺乏的小鼠體內能夠將腸道細菌多樣性降至正常水平。
在真核生物中，miRNAs影響基因表達，因此研究人員驗證一下這些miRNAs中的任何一個(gè)是否在細菌基因組中具有潛在的結合位點(diǎn)，確實(shí)，它們的確如此。證據有：（1）對經(jīng)預測具有miRNAs結合靶標的兩種細菌---具核梭桿菌（Fusobacterium nucleatum）和大腸桿菌---進(jìn)行測試，結果表明當與這些miRNAs一起混合時(shí)，這兩種細菌生長(cháng)得更好，但是經(jīng)改造缺乏miRNAs結合靶標的這兩種細菌則沒(méi)有這種效果；（2）當給這些miRNAs標記上Cy3（一種這兩種細菌能夠吸入的染料）后，研究人員證實(shí)它們確實(shí)進(jìn)入這兩種細菌體內；（3）更重要的是，miRNAs顯著(zhù)地改變了它們體內預期的靶標基因表達；（4）在一種令人印象深刻的優(yōu)雅干預下，研究人員將加強大腸桿菌生長(cháng)的miRNAs加入到小鼠飲用水中，這些miRNAs確實(shí)在小鼠體內增加大腸桿菌生長(cháng)。
因此，宿主腸道細胞分泌的miRNAs確實(shí)改變腸道微生物組，但是但這對健康有什么影響嗎？為了解答這一問(wèn)題，研究人員針對患有葡聚糖酸誘導的結腸炎的小鼠開(kāi)展研究。這些在其腸道中不能制造miRNAs的小鼠具有更加惡化的癥狀，但是只需移植來(lái)自野生型小鼠的miRNAs而不是細菌就足以顯著(zhù)改善它們的結腸炎癥狀。
等一下，但是還有很多問(wèn)題等待解答
這項研究揭示了宿主與微生物組之間的一個(gè)全新的相互作用，這也提出了一系列新問(wèn)題。比如，腸道中哪種形式的miRNAs是最為重要的---在胞外膜泡（extracellular vesicle）中自由移動(dòng)，抑或其他？miRNAs如何改變細菌基因表達？
盡管這些新的問(wèn)題還需人們去解答，但是這項研究證實(shí)動(dòng)物能夠而且確實(shí)能夠在基因水平上操縱它們體內的細菌。也許最令人興奮的發(fā)現是只需把miRNAs加入到飲用水中就能夠改變腸道細菌。miRNAs相對較為低廉，以及我們每天不斷發(fā)現腸道細菌的更多健康效果，因此如果我們能夠找出合適的miRNAs來(lái)培養合適的細菌的話(huà)，那么我們可能每天都能讓腸道細菌重新洗牌。
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