肠道微生物群可预防急性砷中毒

2019-07-01 227细菌肠道益生菌

蒙大拿州立大学(Montana State University)的研究表明,人体肠道内的微生物在预防砷中毒方面发挥着重要作用。据估计,有2亿人因饮用受污染的饮用水而接触到砷。

在过去的五年里,密歇根大学博士生Michael Coryell 和他的导师 Seth Walk以及委员会成员Timothy McDermott一起研究了人体肠道微生物群在砷被摄入后是如何影响砷的。Coryell是12月21日发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上的一篇论文的主要作者,该论文详细介绍了他的研究结果,即肠道微生物群对于全面预防急性砷中毒至关重要。

肠道微生物群可预防急性砷中毒

研究背景

砷在美国有毒物质和疾病登记处(federal Agency for Toxic Substances and Disease Registry)列出的过去20年最具毒性的化学物质名单中高居榜首,这项研究尤其重要,因为即使是慢性低水平的砷也会在以后的生活中导致癌症或心血管疾病。Coryell说他希望他的工作将有助于益生菌和微生物集中疗法的发展,可以减轻砷毒性的风险。

“微生物组研究人员的下一个重大挑战之一,将是把这样的实验室发现转化为现实世界的解决方案,”Coryell说。

过去的研究表明,环境中的微生物可以通过生物化学的方式将土壤或岩石中自然存在的砷转化为毒性较小或毒性更强的形式。

Walk是密歇根州立大学微生物与免疫学副教授,也是这篇论文的资深作者。他说,研究人员不太清楚的是,在砷被人体吸收之前,人体肠道中的微生物对砷有什么影响。“影响疾病的因素有很多——一个人的环境、饮食、基因——但我们只能通过观察不同基因型的人来评估其中的一些因素。这些人的饮食和饮水来源不同。”

肠道微生物群可预防急性砷中毒

研究内容

Coryell使用实验室老鼠来创建实验控制,以整理变量的影响。他发现抗生素破坏了肠道微生物群,使得更多的砷积聚在组织中,而不是被排出体外。

“这是一个有趣的发现,因为它表明,即使肠道中有一些微生物活动,老鼠也不擅长清除砷,它们可能会把更多的砷带入自己的系统,并在组织中积累更多的砷,”Coryell说。

在没有任何微生物的情况下饲养的老鼠也受到了类似的影响,Coryell说。但当从人体微生物群中引入生物体时,它们具有保护作用。

“这是一个很大的进步,”Walk说,“因为我们能够看到无菌老鼠,并把我们想要从不同人身上检测的微生物群放回去。”我们发现,根据老鼠所获得的微生物群,它们受到不同程度的保护。”

Walk说,这些结果表明,有些人体内的微生物群可能比其他人更具有保护作用,这或许可以回答为什么有些人饮用了被砷污染的公共水源后会在晚年患上疾病,而其他人则不会。

肠道微生物群可预防急性砷中毒

转化

Coryell说:“这个想法还没有被纳入任何流行病学研究或模型。”“人们正在进入这个领域,但我们的数据相当明确地表明,微生物群及其组成都很重要。

他说:“因此,为了预测某些人患病的可能性,我们需要考虑微生物群及其保护作用。”“这些结果帮助我们建立了这个基础。”

Walk说,更好地了解微生物群如何保护免受砷等毒素的侵害,可以通过益生菌或其他微生物群疗法,使水源受到污染的社区或村庄受益,特别是因为替代水源并不总是切实可行或可能的。

他说:“微生物组研究正在转向以微生物组为重点的治疗方法,因为我们知道它在其中发挥了作用。清洁食品和水是蒙大拿州乃至全世界的一个大课题。”

引用

Montana State University. "Gut microbiome protects against acute arsenic toxicity." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 January 2019.
www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190104121429.htm.

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