美軍“招募”腸道細(xì)菌抗肥胖
參考消息網(wǎng)12月20日報(bào)道 美國《科學(xué)美國人》月刊網(wǎng)站12月16日發(fā)表題為《美國海軍“招募”腸道微生物抗擊肥胖和疾病》的報(bào)道稱，合成生物學(xué)家杰夫·泰伯正在他位于美國賴斯大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室中建立某種小人國式的海軍軍官學(xué)校。這些海軍“軍校生”十分渺小，以至于用肉眼無法看到。但它們卻是執(zhí)行保護(hù)美國海軍部隊(duì)抵御內(nèi)部敵人(從代謝紊亂到焦慮和抑郁癥)的重要任務(wù)的成員。
2014年泰伯獲得美國海軍研究處一項(xiàng)為期三年的撥款，用于對通常存在于人類腸道內(nèi)的一種無害大腸桿菌進(jìn)行基因改造。研究的目的是創(chuàng)造一種能夠鎖定正在發(fā)展中的疾病并予以阻擋(甚至是在癥狀出現(xiàn)之前)的可食用益生微生物。他最近利用可以探測到疾病標(biāo)志化學(xué)物的存在(至少是在實(shí)驗(yàn)鼠腸道內(nèi))的傳感器成功對大腸桿菌進(jìn)行了改造。
他說，他的終極目標(biāo)是設(shè)計(jì)“可以調(diào)節(jié)人類腸道環(huán)境從而使其保持健康的精密腸道細(xì)菌”。這涉及到對大腸桿菌的基因進(jìn)行重新連接，以便把細(xì)胞變成可預(yù)測和可靠的微生物“衛(wèi)生員”。這些“衛(wèi)生員”體內(nèi)裝載有特制的基因電路，可以感知特定的化學(xué)紊亂，并發(fā)射出分子炮彈將它們消滅。泰伯說，這些細(xì)胞在腸道內(nèi)只會(huì)生存很短的時(shí)間，也許是六小時(shí)左右，“這么長的時(shí)間足夠它們完成自己的任務(wù)了”。然后它們會(huì)自然死亡或自我毀滅。
泰伯的初步目標(biāo)：肥胖和相關(guān)代謝問題。泰伯說：“我們希望用一種經(jīng)過基因改造的大腸桿菌來感知與肥胖有關(guān)的腸道失調(diào)，然后輸送有益的分子以防止體重增加?！?/span>
泰伯的研究代表了兩個(gè)熱門領(lǐng)域(合成生物學(xué)和微生物組學(xué))富有成效的碰撞。合成生物學(xué)是利用微生物制取有益產(chǎn)品的工程學(xué)，而微生物組學(xué)則是關(guān)于生活在人類及其他動(dòng)物身上及體內(nèi)的微生物(統(tǒng)稱為微生物組)的研究。
泰伯的項(xiàng)目是一項(xiàng)規(guī)模更大的微生物組學(xué)計(jì)劃的一部分。該計(jì)劃得到了美國海軍研究處的資助，目的是幫助美國海軍部隊(duì)在面臨緊張刺激因素(包括飲食或環(huán)境變化、對環(huán)境的憂懼、因時(shí)區(qū)變換或在潛艇中起居造成的失眠或生理節(jié)律紊亂)時(shí)更具活力。美國海軍研究處作戰(zhàn)人員保護(hù)與應(yīng)用科的項(xiàng)目主管琳達(dá)·克里西說：“我們對腸道細(xì)菌如何應(yīng)對這些壓力很感興趣。它們有助于宿主應(yīng)對壓力嗎？若有幫助，那我們能否對小型生物群進(jìn)行微調(diào)將宿主與壓力隔絕？”
泰伯選擇了以肥胖為研究重點(diǎn)是因?yàn)椤拔覀円呀?jīng)在分子層面對它很有了解，因此它很適合用來驗(yàn)證理念”。我們體內(nèi)的小型生物群就像某種代謝“器官”，影響著熱量和營養(yǎng)的吸收，掌管著能量平衡，控制著我們的體重。很顯然，某些細(xì)菌能生成分子擾亂體內(nèi)平衡，引起肥胖和其他紊亂。
研究證明，健康人體內(nèi)的腸道細(xì)菌產(chǎn)生的化合物能增強(qiáng)腸壁，而肥胖者體內(nèi)腸道細(xì)菌產(chǎn)生的化合物會(huì)削弱腸壁。這就使細(xì)菌分子得以進(jìn)入它們不該進(jìn)入的體內(nèi)血液，觸發(fā)免疫反應(yīng)。由此產(chǎn)生的慢性炎癥與多種疾病有關(guān)，包括炎癥性腸道疾病和精神疾病(焦慮和抑郁等)。
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