生物通報道：根據(jù)加州大學舊金山分校（UCSF）科學家一項最新研究表明，一個人腸道菌群所含細菌種類豐度的決定因素中，基因雖然很重要，但是飲食更為重要。這項小鼠研究探討了這種先天和后天的平衡，相關研究結果發(fā)表在2014年12月18日的《Cell Host and Microbe》雜志。

腸道細菌的數(shù)量大大超過了我們自己的細胞，在我們一生當中，通常居住于我們體內的微生物物種，可通過影響我們的新陳代謝、甚至行為，進而影響著我們的健康。延伸閱讀：腸道細菌會掌控我們的思想？

但是，腸道菌群的組成在個體之間的變化很大，并會隨時間而改變。到現(xiàn)在為止，我們一直不清楚的是，這些變化是否更多的是由一個人不變的遺傳背景差異所驅動，還是受不同飲食和其他環(huán)境因素的影響。

本文第一作者、UCSF微生物學和免疫學副教授Peter Turnbaugh指出：“在健康成年人體內，相同的微生物菌株和物種可以在腸道內定植很多年，而每一成員的相對豐度——換句話說是群落結構，卻是高度動態(tài)的。”

可塑的微生物組
Turnbaugh說：“這些新的研究結果強調，不同于哺乳動物基因組——它們相對恒定，構成腸道菌群的微生物基因組則相對是可塑的。”

根據(jù)Turnbaugh介紹，這為腸道菌群不健康的群體治療帶來了希望。

Turnbaugh這樣說道：“或許有一天我們可以設計某種飲食，形成有益于治療的腸道基因組。好消息是，響應一種給定飲食的微生物，可能對于許多人的微生物群落都是相似的，這表明我們可能不需要為每一個人量身制定不同的干預措施。“

Turnbaugh的研究小組發(fā)現(xiàn)，使小鼠轉變?yōu)楦哐�糖、高脂飲食，可在三天時間內，以一種不依賴于個體小鼠之間遺傳差異的可重復方式，可使腸道微生物群落豐度重塑到一種新的、穩(wěn)定的組成。

這些發(fā)現(xiàn)，與Turnbaugh及其同事最近進行的一項人類研究一致，在這項研究中，當10名參與者食用純素食或動物為主的飲食時，腸道微生物快速并可重復的改變。那項研究表明，飲食變化，可在幾天內對腸道菌群發(fā)揮強大的作用。但是這項新研究——根據(jù)來自于數(shù)百只具有明確遺傳背景的小鼠的數(shù)據(jù)——表明，飲食可在幾天到幾個月的時間內勝過宿主的遺傳變異。

菌群隨飲食變化而迅速改變
當Turnbaugh與Jeffrey Gordon一起在華盛頓大學進行他的畢業(yè)論文研究時，他就開始強烈懷疑，飲食可能是改變腸道菌群最重要的因素。Turnbaugh觀察到，基因完全相同的雙胞胎，腸道微生物并不比異卵雙胞胎（他們只共有一半的基因）更相似。

在這項新研究中，Turnbaugh的實驗小組，選取了5只小鼠，它們來自于5組不同的近交系小鼠，每種近交系小鼠在遺傳上都是相同的。此外，他們還研究了4個株系的小鼠，它們缺乏免疫和肥胖相關的基因。還增加了200多只“遠交”系小鼠——繁殖產生的后代具有豐富的、不難發(fā)現(xiàn)的遺傳多樣性。

研究人員給小鼠喂飼不同的飼料，在高脂肪、高糖飲食（包含14.8%的蛋白質、44.6%的脂肪和40.6%的碳水化合物）和低脂肪、植物膳食（包含22.2%的蛋白質、16%的脂肪和61.7%的碳水化合物）之間變換。

不管什么遺傳背景的小鼠，糞便分析顯示，高脂肪、高糖飲食可增加厚壁菌門成員的豐度，而擬桿菌門成員的豐度則降低。

Turnbaugh說：“在過去我們已經(jīng)證明，響應高脂肪、高糖飲食的腸道菌群改變，可導致肥胖，我們一直非常感興趣的是，這些生物的代謝活動是如何受飲食影響的。”

“微生物群落的變化是直接來自于胃腸道內的營養(yǎng)環(huán)境變化？還是間接由于改變的飲食對寄主生理學的影響（這種影響在基因型之間是一致的）？仍然是未來研究的一個迷人領域。”

另一個令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，當研究人員將小鼠恢復到原來的飲食之后，微生物豐度的變化在很大程度上被逆轉——但不完全。腸道微生物受過去飲食印記以及目前飲食的影響。

Turnbaugh說：“重復的飲食改變表明，大多數(shù)腸道菌群變化是可逆的。但是我們也發(fā)現(xiàn)一些細菌物種，其豐度取決于先前的飲食印記。”

（生物通：王英）

生物通推薦原文：
"Diet rapidly and reproducibly alters the human gut microbiome." Nature 505, 559–563 (23 January 2014) DOI: 10.1038/nature12820

"Diet Dominates Host Genotype in Shaping the Murine Gut Microbiota." Cell Host and Microbe. DOI: dx.doi.org/10.1016/j.chom.2014.11.010