2017年12月5日

改变克罗恩病中的肠道细菌

乍看上去

  • 研究人员发现一种叫做脲酶的酶会改变小鼠肠道内细菌的组成,并导致炎症性肠病。
  • 研究表明,脲酶可能是治疗克罗恩病和溃疡性结肠炎等炎症性肠病的潜在靶标。
在公园的长椅上,握着他的肚子不舒服的人 这些发现提示了一种潜在的方法,可用于开发炎症性肠病的新疗法。 Champja / iStock / Thinkstock

克罗恩氏病是一种慢性疾病,会引起消化道发炎和刺激。这会导致严重的疼痛,腹泻和营养吸收不良,在严重的情况下会阻碍儿童的成长。该疾病最常开始逐渐发作,并随着时间的推移而恶化。医生不确定是什么原因导致克罗恩氏病。一些专家认为,肠道微生物组的变化(肠道中的细菌和病毒等微生物群落)可能发挥了作用。

肠道细菌会在我们的肠道中代谢氮,从而产生它们所需的氨基酸和酶。占据肠道的某些细菌可能会导致炎症性肠病,包括克罗恩氏病。

为了研究细菌氮代谢与炎症性肠病之间的关系,宾夕法尼亚大学的Gary D. Wu博士领导的研究小组分析了克罗恩病患者的肠道微生物和氨基酸。该研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)的糖尿病,消化道和肾脏疾病研究所(NIDDK)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS)的部分支持。结果发表在 科学转化医学 在11月15日, 2017.

研究小组的先前工作显示,与26名健康儿童的样本相比,从90名克罗恩病儿童的粪便样本中,与氮代谢相关的基因的活性增强。在当前的研究中,研究人员从克罗恩氏病患者的粪便样本中发现了较高水平的氨基酸及其衍生物。这些与高水平的一组称为Proteobacteria的肠道细菌有关。

结肠中的某些细菌使用一种称为脲酶的酶来产生氨。氨是维持其生长的主要氮源。研究人员追踪了正常肠道细菌,耗尽的肠道细菌或被尿素酶水平低下的细菌重新消化后的肠道中的氮含量。他们发现这种酶可以使肠道细菌产生氨,然后将氨用于制造氨基酸。

科学家消灭了老鼠的肠道微生物群,然后介绍了 大肠杆菌 (一种变形杆菌)经过基因工程改造,可产生高水平或低水平的脲酶。高水平的尿素酶导致变形杆菌在小鼠肠道中旺盛。低水平的脲酶导致更健康的肠道微生物组。

在易患结肠炎的小鼠中,高水平的尿素酶会使结肠炎恶化。与给予的小鼠相比,这些小鼠的体重减轻并且炎症更多 大肠杆菌 产生低水平的脲酶。

研究小组使用类似于抹去小鼠肠道微生物组的技术,证明它们可以减少5个人的肠道细菌。这表明了一种改变人们肠道细菌的方法,可以导致更健康的微生物组。

Wu说:“由于此过程只涉及一种酶,因此可能是有针对性的解决方案。” “我们的想法是,我们可以以某种缺乏某种特定[酶]的方式“改造”微生物群的组成。”

该小组现在正在根据临床研究中的这些发现来研究克罗恩病的治疗方法。

-蒂安娜·希克林(Tianna Hicklin)博士

相关链接

参考文献: 细菌脲酶在肠道营养不良和克罗恩病中的作用。 倪J,申道明,陈EZ,Bittinger K,Bailey A,Roggiani M,Sirota-Madi A,Friedman ES,Chau L,Lin A,Nissim I,Scott J,Lauder A,Hoffmann C,Rivas G,Albenberg L Baldassano RN,Braun J,Xavier RJ,Clish CB,Yudkoff M,Li H,Goulian M,Bushman FD,Lewis JD,Wu GD。 科技翻译。 2017十一月15; 9(416)。 pii:eaah6888。 doi:10.1126 / scitranslmed.aah6888。 PMID:29141885。

资金: 美国国立卫生研究院(NIH)糖尿病,消化与肾脏疾病研究所(NIDDK)和美国国立普通医学研究所(NIGMS);克罗恩的&美国结肠炎基金会微生物学联合会;美国胃肠病学协会;武田制药;宾夕法尼亚大学;费城儿童医院;希拉和斯坦利·格林伯格基金会。