Cell子刊:顛覆現有理論!過氧化氫讓腸道細菌遠離結腸內壁
在一項新的研究中,來自美國加州大學戴維斯分校的研究人員發現結腸內壁中的一種酶會釋放出過氧化氫---一種已知的消毒化合物--來保護身體免受腸道微生物的侵害。這一研究結果揭示了微生物在結腸中的空間分布方式,同時也為開發一種治療腸道炎癥的新方法奠定基礎。相關研究結果發表在2020年12月9日的Cell Host & Microbe期刊上,論文標題為“Anaerobic Respiration of NOX1-Derived Hydrogen Peroxide Licenses Bacterial Growth at the Colonic Surface”。
在腸道中,大多數微生物居住在大腸中,這是一個天然的低氧環境。它們形成了一個稱為腸道微生物群(gut microbiota)的群落。
論文通訊作者、加州大學戴維斯分校醫學微生物學與免疫學教授Andreas Bäumler說,“人體一半以上的微生物由不能很好地耐受氧氣的微生物組成。”
腸道微生物群遠離結腸表面。這種分離是必要的,以避免對腸道微生物的不必要的免疫反應引起的炎癥。科學家們之前認為,這種空間分離是由細胞釋放的氧氣來維持的,以防止微生物過于接近腸道內壁。這項研究顛覆了這一理論。
Bäumler說,“我們研究了腸道中的細菌與其宿主結腸之間的空間關系。我們發現,結腸內壁中的細胞會釋放過氧化氫---而不是氧氣---來限制微生物的生長。”
作為一種在腸道內壁中發現的NADPH氧化酶,NOX1在結腸中提供了過氧化氫的重要來源。自然產生的過氧化氫起到過濾器的作用,調節結腸中腸道微生物群的位置。利用過氧化氫的病原體只有在直接附著在結腸內壁上時才能利用過氧化氫。
這一發現表明人體利用這種消毒化合物來保護粘膜表面。與此同時,距離結腸表面較遠的腸道微生物群落仍然不會受到傷害。
用自然過濾器修復治療腸道炎癥,而不是用抗生素
當人體出現腸道微生物群落失衡時,就會患上腸道疾病,即微生態失調(dysbiosis)。微生態失調可能會引起炎癥和諸如惡心、胃部不適和腹脹之類的癥狀。傳統的治療微生態失調的方法主要依靠使用抗生素或益生菌來靶向腸道細菌。
這些研究結果表明,需要一種不同的方法來治療腸道炎癥和微生態失調。他們指出這是恢復宿主功能而不是消滅微生物的機會。
Bäumler說,“我們需要將腸道炎癥治療的重點從靶向細菌轉移到修復宿主的棲息地過濾器并恢復其功能。”
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