也許我們最終能夠控制我們的腸道。這是一項今天發表的新研究中令人興奮的發現，該研究揭示了小鼠——以及可能的人類——可以控制其腸道微生物群的組成和行為的方式。這一前景顛覆了流行的觀點，即我們腸道內複雜的細菌生態系統基本上充當著我們的傀儡師，即使在我們照顧免疫系統、抵禦感染並幫助我們分解超大漢堡和薯條時，也在改變著大腦的生物化學。
在一系列精心設計的實驗中，來自哈佛醫學院和布萊根婦女醫院的研究人員發現，小鼠的糞便中充滿了來自其胃腸道（GI）的微小非編碼RNA，稱為microRNA，並且這些生物分子似乎塑造和調節著微生物群。“我們已經知道微生物如何影響你的健康幾年了，在某種程度上，我們一直懷疑這是一個雙向過程，但從未真正明確地指出，”倫敦國王學院的遺傳流行病學教授Tim Spector說，他沒有參與這項新研究。“這項[新工作]很好地解釋了微生物和我們之間雙向互動，它顯示了關係的反向發展——這非常有趣，”Spector說，他是The Diet Myth: Why the Secret to Health and Weight Loss Is Already in Your Gut一書的作者。
更重要的是，研究人員發現，人類糞便與小鼠共有17種microRNA，這可能預示著人類也存在類似的機制。這也可能為涉及microRNA移植的新治療方法開啟大門。“顯然，這立即引出了一個問題：‘microRNA來自哪裡，它們為什麼在那裡？’”資深作者Howard Weiner說，他是哈佛大學和布萊根醫院的神經學家。這項研究發表在Cell Host & Microbe雜誌上。
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他的團隊透過比較正常實驗小鼠和那些經過培育以使其腸道內壁某些型別的細胞缺乏microRNA的小鼠，從而回答了“來自哪裡”的問題。在特殊培育的小鼠中，身體其他細胞中的microRNA沒有改變，但它們的糞便中仍然缺乏microRNA——這表明通常在腸道中的microRNA與糞便中出現的microRNA之間存在聯絡。他們從該證據中得出結論，這些特殊的RNA來自排列在胃腸道內的兩種型別的上皮細胞。
他們還試圖透過檢查那些微小的RNA——長度僅為18到23個核苷酸——在那裡做什麼來解決“為什麼”的問題。Weiner和他的同事發現，從這些上皮細胞分泌的microRNA並非僅僅是旁觀者。令人驚訝的是，它們的作用似乎非常精細，並且它們似乎調節著微生物群本身。發現腸道microRNA含量低的小鼠更容易患結腸炎。但是，當他們透過直接管道向腸道移植來自正常小鼠的microRNA時，這些齧齒動物患者繼續發展出更正常的腸道組成。Spector說，這一系列實驗是“精巧的”，他沒有參與這項工作。
在確定了這些關鍵發現之後，研究人員還分別發現，不同的microRNA可以透過更自然的方式改變小鼠體內的特定細菌。研究人員在小鼠的飲用水中加入了合成的microRNA，這些microRNA可以增強大腸桿菌的生長。在飲用這種水兩天後，小鼠糞便中的大腸桿菌含量大約增加了一倍，這證實了引入某些microRNA可以影響腸道。“我認為我們的發現提出了存在一種非常具體的方式來調節微生物群的可能性，”Weiner說。“我認為這開闢了很多可能性。”
以前，對微生物群健康益處的大部分關注都集中在糞便移植的醫療應用上——取一個人的糞便並將其放入另一個人的結腸中，希望重新校準受者腸道中的細菌。但是，利用不同的microRNA來調節不同的特定細菌的前景可能是一個非常有吸引力的替代方案。從理論上講，使用來自測序資料的基因藍圖來構建模仿microRNA的東西——與microRNA結合的相同物質——然後進行糞便移植並確保其安全，可能會更簡單、更具針對性。
即使其他最近的研究發現繼續為我們理解微生物群新增更多必要的細節，這種潛在的未來療法前景也隨之而來。上週，一項修訂後的估計表明，長期以來被引用的腸道微生物數量是人體細胞數量10倍的近似值是不準確的。根據最近的DNA分析和磁共振成像的綜述，真實的數字大約是兩者相同的數量。與此同時，其他新的工作也在揭示我們如何獲得特定的腸道生物群，包括我們與環境、周圍的人和遺傳學的互動。這絕非小事。