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▲ 腸道中看不見的細菌

即便在全世界最黑暗的地方抬頭仰望，你仍然可以看到璀璨星光。然而，照耀蒼穹的滿天繁星，卻比不上隱藏在你體內的“宇宙”——腸道中看不見的細菌。

許多微生物物種已為人熟知，比如大腸桿菌，但還有更多種類仍是個謎，有的被稱為“微生物暗物質”。

《細胞宿主和微生物》雜志的一項新研究闡明了微生物暗物質：一種會影響人類膽固醇水平的腸道細菌?；谄鋵δc道環(huán)境的影響，科學家意識到它們的存在。

◎研究人員發(fā)現了能分解腸道膽固醇的神秘細菌

哈佛大學化學與化學生物學教授、麻省總醫(yī)院研究員、麻省理工學院信息學和治療學中心聯合主任Emily Balskus指出：“這些微生物對膽固醇的代謝，可能在降低腸道和血清膽固醇濃度中發(fā)揮重要作用，直接影響人類健康。”她認為，新發(fā)現的細菌有望幫助人們通過飲食、益生菌或基于個性化微生物群的新療法，來控制膽固醇水平。

根據美國疾控中心(CDC)的數據，2016年，美國20歲及以上的成年人中有12%以上存在高膽固醇水平，這是導致美國人頭號死因“心血管病”的一大風險因素。這些人中只有半數服用他汀類藥物來控制膽固醇水平。盡管他汀類藥物的有效性已得到驗證，但它們并非對所有患者都有效，很多患者的低密度脂蛋白(LDL-C，即“壞膽固醇”)仍達不到理想水平，而且可能會帶來一些副作用。

▲ 豬的排污池，發(fā)現糞甾醇

從19世紀末開始，科學家們就知道腸道中的膽固醇發(fā)生了某些變化。幾十年過去了，研究人員逐漸接近了答案。一項研究甚至發(fā)現，在豬排污池中生活著清除膽固醇的細菌。但那些微生物更喜歡生活在豬身上，而不是人身上。

腸內膽固醇代謝的副產品——糞甾醇可以作為重要線索。Balskus說：“豬排污池中的微生物會形成糞甾醇，所以我們要找出負責膽固醇代謝的基因，希望能在人類腸道中找到類似的基因。”

布羅德研究所計算機科學家Damian Plichta承擔了在人類數據集中尋找線索的任務。他說，生活在人類腸道中的數百種細菌、病毒和真菌尚未被分類和介紹。但宏基因組學可以幫助研究人員繞過一個步驟：他們可以分析人類微生物組中發(fā)現的豐富遺傳物質，以確定這些基因編碼的能力，而不用先找出一種細菌，然后弄清楚它能做什么。

Plichta將大量微生物組基因組數據與人類糞便樣本進行相互對照，希望發(fā)現哪些基因與高水平的糞甾醇相對應。科學家重點聚焦其中一些可能值得關注的基因，然后對其進行追蹤。與此同時，在Balskus和Kenny對消耗膽固醇的豬細菌的整個基因組進行測序之后，他們對數據進行了挖掘，發(fā)現了類似的基因。

▲ 鎖定IsmA基因，尋找降膽固醇新方法

Kenny進一步縮小了搜索范圍。在實驗室里，他將每一種可能的基因植入細菌中，并測試究竟是哪些酶會制造將膽固醇分解為糞甾醇。最終，他找到了最佳的候選基因，該團隊將其命名為腸類固醇代謝A (IsmA)基因。

目前已發(fā)現，細菌中的這些酶與膽固醇水平相關。利用來自中國、荷蘭和美國的人體微生物群數據，他們發(fā)現腸道微生物中攜帶IsmA基因的人，糞便中的膽固醇普遍較低，比不攜帶的人低了55%到75%。

這一發(fā)現可能有助于開發(fā)新療法，如“生物雞尾酒”療法或直接將酶輸送至腸道，幫助人們管理其血液中的膽固醇水平。不過，研究者還需要分析糞甾醇這種副產品對人類健康的影響。