肠道微生物和人类共同进化之旅

人类肠道微生物组由数千种不同的细菌和古细菌组成，这些细菌和古细菌在人群和个体之间差异很大。图宾根马克斯普朗克生物学研究所的科学家们现在发现了与人类宿主有着平行进化历史的肠道微生物：这些微生物在人类肠道环境中共同进化了数十万年。此外，一些微生物表现出基因组和功能特征，使其依赖于宿主。现在发表在《科学》杂志上，研究人员展示了他们使用来自非洲、亚洲和欧洲的 1,225 个人的数据进行的研究结果。

人类肠道中的许多微生物物种可以在来自世界各地的人群中找到。然而，在微生物物种中，微生物菌株在个体和群体之间显着不同。尽管它们对人类健康很重要，但迄今为止对这些菌株的起源知之甚少。此外，这些菌株中的大多数几乎只生活在人类肠道中。这就提出了人类肠道中的微生物来自哪里的问题。

将微生物和人类的历史联系起来

研究小组推测，随着人类多样化和遍布全球，特定的物种和菌株已经与人类同在。为了测试微生物是否与人类宿主同时进化和多样化，马克斯普朗克生物学研究所、热带医学研究所和蒂宾根大学卓越集群CMFI的研究人员首次系统地比较了人类的进化历史和肠道微生物。

研究人员为 1,225 名人类研究参与者以及在他们肠道内发现的 59 种微生物物种创建了系统发育树，并使用统计测试来研究这些树的匹配程度。超过 60% 的被调查物种与其人类宿主的进化历史相匹配，这意味着当人们从非洲散布到各大洲时，这些微生物在人类肠道中共同多样化了约 100,000 年。“我们不知道我们的任何肠道微生物都如此密切地跟随我们的进化历史，”进行这项研究的蒂宾根马克斯普朗克生物学研究所微生物组科学系主任、副发言人露丝·莱伊说CMFI 的。

肠道微生物开始依赖宿主

“同样值得注意的是，最接近我们历史的菌株现在是最依赖肠道环境的菌株，”Ley 补充道。事实上，一些与人类一起进化的微生物菌株在很大程度上依赖于人类肠道环境：它们拥有更小的基因组，并且对氧气水平和温度更敏感——这些特性使其难以在人体外生存。相比之下，与人类历史关联较弱的微生物表现出更多与自由活细菌相似的特征。

“一些肠道微生物的行为就像它们是人类基因组的一部分，”Taichi Suzuki 解释说，他与他的同事 Liam Fitzstevens 共同担任该研究的主要作者。“你可以想象，这些微生物处于从‘自由生活’到依赖人体环境的梯度上。我们已经看到，一些人类肠道细菌比以前认为的更接近于不可逆的宿主依赖。”

Ley 说：“这从根本上改变了我们对人类肠道微生物组的看法。”

基于微生物组的治疗的人群特异性方法

为了从全球不同人群中获取数据，研究小组分析了欧洲、亚洲和非洲 1,225 人的肠道微生物和基因组。在蒂宾根大学热带医学研究所的研究人员及其在越南和加蓬的合作伙伴的帮助下，收集了粪便和唾液样本。此外，全球的研究人员通过提供来自喀麦隆、韩国和英国招募的参与者的类似数据集来支持这项研究

该研究的结果有助于进一步了解长期以来与当地人口相关的特定人群微生物。有了这些知识，基于微生物组的疾病疗法可以适应和改进为针对特定人群的治疗。

标签：