聘請迷你腸道工兵  分解膽固醇的微生物

編譯/高晟鈞

細菌作為現今已知最小的生命體類型,在大自然中扮演者動植物體重要的「生化工兵」,某些微生物可以幫助分解一些其本身難以消化或生成的物質。一項來自麻省理工、哈佛大學和馬薩諸塞州總醫院研究團隊的研究展示了一個特殊的腸道細菌,能幫助降低膽固醇與心臟病罹患相關心血管疾病的風險。

研究團隊發現了一個特殊的腸道細菌,能幫助降低膽固醇與心臟病罹患相關心血管疾病的風險。圖取自ScitechDaily

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膽固醇殺手顫桿菌屬(Oscillibacter

儘管過去十年中,許多科學家都發現了腸道微生物的組成與罹患心血管疾病的風險有著許多關聯,卻始終未能針對這些關聯進行相關治療,主要原因便是缺乏對腸道代謝途徑的了解。

對此,研究團隊使用了一種名為散彈槍總體基因體定序技術(Shot-gun Metagenomic Sequencing)的特殊定序技術,分析了樣本中所有微生物的DNA,得到了該物種的特殊「微生物指紋圖譜」,可以將微生物的代謝與宿主健康狀況進行連接。

在分析了超過16,000種微生物與代謝間的關聯後,研究團隊發現了擁有較豐富顫桿菌屬的個體表現出更低的膽固醇水平。令人驚訝的是,顫桿菌的數量在體內驚人地豐富,平均每100個細菌就有一個顫桿菌屬。

找到代謝途徑

研究團隊花了數十年從糞便中收集細菌,培養出了一個包括顫桿菌的獨特微生物庫,隨後研究團隊用質譜法來辨識細菌中膽固醇代謝最可能的副產物,試圖確定細菌到底是如何降低膽固醇。他們發現細菌會將膽固醇轉化為中間產物,使其可以被其他細菌分解並從體內排出,進一步使用機器學習模型來識別負責這種生化轉化的相關酶,並確定了這些酶只存在於特定的顫桿菌中。

此外,研究團隊也發現另一種腸道細菌「真桿菌屬」(Eubacterium coprostanoligenes),攜帶一種特殊的基因,可以與顫桿菌一同對膽固醇水平產生協同作用。

由於人類腸道微生物組的絕大多數基因仍未被表徵,含有大量功能未知的基因,因此難以預測其代謝的相關能力。然而,該研究在精確定位膽固醇代謝酶方面的成功,有望為肥胖與心血管疾病的治療奠定基礎。

資料來源:ScitechDaily

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