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科学家为肠道有益菌建造“诺亚方舟”,来MEET 35大会了解肠道微生物的最新研究成果

2018-10-10
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据The Guardin报道,科学家在地球上最偏远地区生活的人们的肠道中发现了有益细菌,为了保护这些有益细菌,他们提出了微生物“诺亚方舟”计划。

新西兰罗格斯大学的生物学家Maria Dominguez Bello说:“我们希望在一个安全,中立的国家备份所有这些样本,直到我们完全理解它们为止。我们假设他们履行重要的关键职能,我们不能失去他们。”


研究表明,与西方国家和城市居民相比,生活在偏远、传统社区的人往往有着更加多样化的肠道“微生物群落”。Dominguez Bello表示,传统社区正逐渐失去丰富多样的微生物组,因为他们越来越多地与更广阔的世界接触。“每当我们回到村庄时,他们就越来越融合,他们的第一次接触通常是与医生联系,所以他们开始服用抗生素,我们认为这是抗生素的一部分。”


现代生活方式正在消灭那些已经在人类肠道中生活了数千年、对健康至关重要的益生菌。出于担忧,科学家决定拯救这些微生物。这个“方舟”将储存来自世界各地的“友好”细菌,以便科学家在它们消失之前进行研究。科学家相信,对这种细菌的研究可能会为从肥胖到糖尿病等现代疾病带来新的治疗方法。

该提议发表在了《科学》杂志上,它呼吁建立一个微生物库(相当于种子库),以储存人类粪便和潜伏在里面的各种微生物。

科克大学首席微生物学研究员John Cryan表示,“这是一种利他主义的呼吁,目的是为了让后代明白我们的生活方式如何影响我们的微生物。”另外,存储库需要有关于捐赠者的基因组成、饮食、健康和社会环境的大规模数据支持。


图源:AP


无独有偶,在中国科学技术大学生命研究院,也有一只团队正在对肠道微生物群进行研究,那就是朱书教授组建的黏膜免疫与精准治疗实验室——Zhu Lab,这是一个26个研究人员的团队,致力于利用多种小鼠模型和新一代测序技术等来研究肠道免疫系统与微生物的相互作用对健康和疾病的影响。




肠道的消化功能早已广为人知,但其实肠道也同时发挥着非常重要的免疫防护作用,是人体最大的粘膜免疫器官,聚集的微生物数量远超过人体细胞的数目,肠道免疫系统则与之共同进化,不仅形成了肠道上皮细胞组成的第一道防线,还形成了一个可以精密调控肠道稳态的肠道免疫系统。有趣的是,越来越多的研究发现许多其他脏器的疾病,例如炎症性疾病(炎症性肠病,风湿性关节炎)、代谢性疾病(糖尿病)、甚至神经性疾病(抑郁,自闭症,帕金森)和肿瘤,都与肠道微生物诱导的免疫反应关系密切。


然而,目前我们对于肠道免疫系统利用何种机制识别多种各异的微生物,以及肠道免疫细胞如何介导和调节针对微生物的免疫反应还知之甚少。这正是朱书教授感兴趣的研究方向之一。



朱书教授作为《麻省理工科技评论》中国区“35 岁以下科技创新 35 人”的获奖者,不久前他以第一作者在权威学术期刊《Nature》和《Science》杂志发表了相关工作。这两篇研究论文揭示了肠道里一类全新的核酸识别受体“ Nlrp9b ”和“ Nlrp6 ”,它们能够识别不同的肠道病毒并启动各异的免疫反应。而这些肠道病毒是导致急性肠胃炎的元凶,具有高度传染性和潜在致命性,每年造成六十万例儿童的死亡[1,2]。这些工作揭示了一种重要的在肠上皮细胞中发挥作用的先天免疫信号通路,引起了广泛的关注。《Nature》杂志的评论文章点评道:“这是一个概念上的颠覆,并预示着靶向这个受体在多种肠道病毒感染中的临床应用”。


的确,若能找到识别这些病毒的机制,并在此基础上开发出针对性的靶向疗法,无疑具有重大的免疫学研究和临床治疗意义


随着免疫性疾病报道的逐年增多,以及家族里高发关节炎和痛风的切身感受让他深切体会到免疫系统异常导致的疾病给人们带来的痛苦,并坚定了其从事免疫学研究的信念。随着其免疫研究开展的深入,他认为免疫干预治疗可以为人类的绝大部分疾病提供最有效的解决方案。


有了这份执着,朱书全身心投入到免疫学以及相关疾病的学习,研究和探索中,先后获得中国科学技术大学生物学学士学位、中科大本科生的最高荣誉郭沫若奖学金;获得中国科学院上海生命科学研究院博士学位,中科院研究生的最高荣誉中科院院长奖,百篇优博,以及权威的吴瑞奖学金;之后进入美国耶鲁大学免疫学系,师从免疫学先驱、美国科学院等三院院士 Richard Flavell 继续博士后研究,并获得了美国最著名的 Helen Hay Whitney 基金会和 HHMI 联合资助的 fellowship 。


正是在那里,他接触了更多的前沿的研究,也为他发现这一类肠道病毒的识别受体奠定了基础。朱书教授现已发表 30 篇具有影响力的免疫学研究论文,其中包括以第一作者或共同第一作者身份在国际学术顶级期刊《Nature》(2篇)、《Science》、《Nature Medicine》、《Nature Communication》、《The Journal of Experimental Medicine》以及《The Journal of Immunology》等发表的学术论文,总影响因子超过 445,总引用超过 1750 余次。并获得国际和国内专利各一项。


图丨朱书


谈及自己的研究,朱书觉得了解其识别机制和免疫反应的基础研究只是第一步,接下来将会继续研究这一类型受体及其在人群中的突变对于感染和炎症性疾病的贡献,未来的研究也将会更加偏向临床应用和成果转化。


他表示,如何通过合适的设计,在合适的病理状态下将这些受体失活或者激活来调节其启动的免疫反应确实是更加具体和复杂的问题,也将具有更重大的临床意义。除了持续关注肠道的先天免疫识别受体,朱书实验室也对肠道T细胞介导的免疫反应的调控,以及肠道微生物群体的调控有很强的兴趣。


对此,朱书也表达了自己对于未来研究的愿景——希望做出一个改变领域的重大发现并研发出干预肠道相关疾病的药物


10月27日,由《麻省理工科技评论》、DeepTech深科技联合主办,梅赛德斯-奔驰特别呈现“全球科技青年论坛——Meet 35” 将在北京嘉里大酒店举行。朱书教授此次将出席“浪潮下的抉择”版块,并在现场与我们分享中国科学家对于肠道免疫与微生物相互作用在人类疾病中的功能和机制研究的最新成果。更多精彩内容及重磅嘉宾敬请期待!早鸟票通道现已开启,扫描图片下方“二维码”或点击文尾“阅读原文”,来一场“Meet 35”的邂逅。




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