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Cell子刊:腸道自產“消毒液”維護健康

發布時間:2020-12-31 10:02:49 | 來源:【中國生物技術發展中心 12月29日】
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2020年12月9日,美國加州大學戴維斯分校的研究人員在《Cell Host & Microbe》期刊上發表題為“Anaerobic Respiration of NOX1-Derived Hydrogen Peroxide Licenses Bacterial Growth at the Colonic Surface”的研究成果。研究發現結腸內壁中的一種酶會釋放出過氧化氫(H2O2,一種已知的消毒化合物,通常用于醫用傷口消毒及環境消毒)來保護身體免受腸道微生物的侵害。該研究結果改寫了對腸道工作原理的認識,揭示了微生物在結腸中的空間分布方式,同時也為開發一種治療腸道炎癥的新方法奠定基礎。

在腸道中,大多數微生物居住在一個天然的低氧環境——大腸中,它們形成了一個稱為腸道微生物群(gut microbiota)的群落。腸道微生物群遠離結腸表面,以避免對腸道微生物的不必要的免疫反應引起的炎癥。既往的研究認為,這種空間分離是由細胞釋放的氧氣來維持的,以防止微生物過于接近腸道內壁。這一項新研究顛覆了這一理論,該研究發現結腸內壁中的細胞會釋放過氧化氫而不是氧氣來限制微生物的生長。

還原性輔酶II(NADPH)氧化酶家族中的主要成員——NOX1,是一種存在于腸道內壁的酶,它是結腸中過氧化氫的重要來源。天然產生的過氧化氫充當著過濾器的作用,以調節結腸中微生物群落的位置。

研究人員使用定植在結腸表面的病原體鼠檸檬酸桿菌(Citrobacter rodentium)來識別在該空間環境中的微生物特征。他們發現,檸檬酸桿菌只有直接附著在腸壁上時才能釋放出過氧化氫。這表明,機體使用過氧化氫來保護結腸表面。同時,防止腸道細菌與身體不該接觸的部位混合,從而避免引發炎癥。

當人體出現腸道微生物群落失衡時,就會患上腸道疾病,即微生態失調(dysbiosis)。微生態失調可能會引起炎癥和諸如惡心、胃部不適和腹脹之類的癥狀。傳統的治療微生態失調的方法主要依靠使用抗生素或益生菌來靶向腸道細菌。

該研究結果表明,需要一種不同的方法來治療腸道炎癥和微生態失調,研究人員指出腸道炎癥治療的重點應從靶向細菌轉移到修復宿主的棲息地過濾器并恢復其功能。

 

論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.chom.2020.10.009

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