分享

(文章篇)S5E02:从一篇Cell看肠道菌群研究模式

 yjt2004us 2018-01-05


肠道微生物代谢物TMAO(氧化三甲胺)增加血小板活性和血栓风险。

链接: http://pan.baidu.com/s/1c80MWA 密码: 3xxx


根据内容我们把文章分为5个主题:

1. 表型:发现TMAO增加血小板活性和血栓风险相关性;

2. 机制:TMAO通过增加细胞内Ca2+库中Ca2+释放,增加血小板活性;

3. 饮食:通过肠道微生物产生TMAO,增加血小板活性和血栓表型;

4. 肠道菌群:鉴定主要菌群变化、功能分析及对TMAO、血栓影响;

5. 干预:菌群移植干预血栓风险;

文章中效应分子的逻辑关系是这样的:



饮食中的胆碱(Choline)等成分被肠道微生物代谢成TMA(trimethylamine,三甲胺),经肝肠循环进入肝脏被FMO酶(flavin monooxygenases)催化为TMAO;然后TMAO以血小板激活剂(ADP、Thrombin和Collagen)依赖的方式促进胞内钙库释放Ca2+, 从而介导血小板的高反应性,进而增加血栓风险。

一、从临床结果出发,结合体内动物和体外实验,建立了TMAO与血栓事件的关系。文章从4007例受试者着手,前瞻性的对其进行为期3年的血栓事件(MI、中风)随访,并统计血液中TMAO含量与事件风险的相关性,结果发现TMAO以浓度依赖方式与血栓事件风险显著正相关,并增加血小板对ADP、Thrombin和Collagen的反应性,进一步的通过体内动物实验发现,TMAO缩短血栓形成时间。

二、探索Ca2+释放及相关通路在TMAO增加血小板反应性和血栓形成事件相关的分子机制:首先作者通过Ca2+染料确定了TMAO以浓度依赖的方式通过ADP等介导Ca2+释放,又进一步确定Ca2+释放方式是从胞外进入还是内质网外排如胞浆;然后进一步的,明确TMAO对IP3通路的激活调控作用。

Ca2+在细胞内外分布

三、研究饮食对TMAO、血小板反应和血栓风险的影响,这部分主要通过胆碱饮食饲喂小鼠,并通过体外血小板凝集、颈动脉FeCl3损伤模型实验证明胆碱——TMAO血小板—血栓风险的关系。



四、明确肠道微生物在胆碱——TMAO——血小板凝集——血栓中的角色

同样在小鼠水平上进行,既然肠道菌群促进了胆碱——TMAO的转化,那么喂食无菌小鼠胆碱就不能产生TMAO和血栓表型,反之直接用TMAO干预就降低了血停时间(time to cessation of blood flow),说明了肠道菌群在胆碱——TMAO的转化中的作用。那么,哪些肠道菌群在该过程中起主要作用呢?作者首先通过16S rRNA基因测序对菌群微生物多样性进行分析,并比较与对照组之间的差异,以明确特定种群在其中的作用,然后进一步的通过宏基因组对菌群、蛋白和功能进行分析。


五、小鼠盲肠菌群移植实验干预。

在明确了肠道微生物在胆碱——TMAO——血小板凝集——血栓中的作用后,作者通过盲肠菌群移植实验评价实验组肠道微生物影响对照组TMAO、血栓形成等结果。


好了,这篇文章就到这里了,这篇文章从代谢物出发,涉及到了肠道微生物、疾病的风险和干预等因素。

最后我们总结一下以肠道微生物为主题的研究套路:一般来说研究的主要关注点是肠道菌群和宿主之间的作用,两者都有不同的层次,比如宿主通过饮食、药物(比如中药)、免疫系统来应对肠道微生物,反之,肠道微生物则从菌群、物种、核酸、蛋白、代谢物等水平与宿主作用,以维持宿主健康或者导致疾病,除此之外,菌群之间也会相互作用。



因此,以肠道菌群为主题的研究基本包括以下几部分:

1. What类型:即是什么,比如在疾病发生过程中肠道微生物种类、蛋白种类、代谢物种类是什么?含量有什么变化?

2. Why类型:即为什么即揭示第一种类型中的因素为什么与疾病发生相关?是原因还是结果?

3. How类型:即怎么用,如果是原因,那么如何据此干预疾病?如果是结果,如何用于诊断疾病?比如是否可以根据这些因素对疾病进行分型?等等。

如果扩展来看,转化医学的思路基本都是这样的,比如新英格兰杂志就报导了对lncRNA MALAT-1进行干预治疗乳腺癌的动物实验结果(Targeting a Long Noncoding RNA in Breast Cancer.N Engl J Med. 2016 Jun 9;374(23):2287-2289. 下载链接:链接: http://pan.baidu.com/s/1kVtpxrx 密码: hmhy。),而现在对肠道微生物来说,可能就有点重口味了:


吞翔救命,你能接受吗?

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多