Cell：不可小覷！腸道菌群還能通過一氧化氮影響宿主基因！

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作者：Paris

導 讀

日本學者曾發現連續4周飲用氫水促進腸道內20多類細菌生長，腸道內部分短鏈脂肪酸含量增加，對膽固醇代謝和肝臟功能產生一定優化效應。大量研究也表明大多數胃腸道微生物存在代謝氫氣的遺傳基礎。而在近日，來自美國凱斯西儲大學醫學院、克利夫蘭醫學中心和哈佛醫學院的研究人員對氫氣的「好朋友」--一氧化氮也取得了突破性的研究，他們發現:腸道細菌可分泌一種稱為一氧化氮的特定分子，從而允許它們與宿主DNA進行溝通並控制宿主DNA，這提示著這兩者之間的交談可能廣泛地影響人類健康。他們的研究以「New "interspecies communication" strategy between gut bacteria and mammalian hosts uncovered.」為題發表在核心期刊《Cell》雜誌上。

腸道有著複雜的結構，研究人員努力尋找細菌影響機體健康的關鍵物質，而一氧化氮或許就是他們一直以來所要找尋的答案。在哺乳動物細胞內，一氧化氮以一種被稱為S-亞硝基化的方式對蛋白質提供修飾，調節蛋白質的穩定、定位和相互作用。據估計，整個蛋白質組的70%可能都受到S-亞硝基化的翻譯後修飾，其影響涉及代謝、能量利用、運動甚至動物的壽命。

研究人員追蹤了秀麗隱桿線蟲（一種常見的哺乳動物實驗室模型）體內的腸道細菌分泌的一氧化氮。研究顯示:腸道細菌分泌的一氧化氮結合到成千上萬的宿主蛋白上，從而完全改變了線蟲調節它的自身基因表達的能力。

進一步探索發現，一種名為ALG1(一種從線蟲到人類都高度保守且對生長發育至關重要的蛋白)的蛋白在其中起到了關鍵作用，當研究人員把分泌一氧化氮的細菌餵食給線蟲後，觀察到分泌的一氧化氮分子附著到線蟲的ALG1上。而過多的一氧化氮則讓線蟲的正常發育受到影響，甚至出現畸形。

實際上，哺乳動物宿主將調整環境來適應不斷變化的一氧化氮水平，它們能夠停止攝入產生一氧化氮的細菌，或者它將開始攝入不同的產生較少一氧化氮的細菌，或者改變它的環境，或無數的其他適應性。研究發現，刪除編碼一種NO合成酶的nos基因，可降低這種保護效應。

基於哺乳動物的共性，我們機體的腸道微生物組產生的過多的一氧化氮也可能會導致疾病或胎兒發育問題。該研究表明，一氧化氮可能代表了一種操縱這種共生關係的機會。正如益生菌的作用是促進消化一樣，將細菌接種到人體腸道中來改善一氧化氮信號傳是可以想像的。

腸道微生物菌群的組成狀態對宿主動物及人類的健康乃至衰老起了相當大的作用。我們不僅要證明一氧化氮對機體腸道微生物的影響，更要想辦法破解這種影響，這為多種難治性疾病提供了新的治療思路！

參考文獻

Regulation of microRNA machinery and development by interspecies s-nitrosylation.

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