杰弗里·I·戈登Jeffrey I. Gordon - Wikipedia

硒与微生态 / 来源:en.wikipedia.org美国 - 英语2025-09-24 02:14:44 - 阅读时长8分钟 - 3860字
杰弗里·I·戈登(1947年10月4日出生)是美国著名生物学家,华盛顿大学医学院罗伯特·J·格拉泽杰出大学教授及爱迪生家族基因组科学与系统生物学中心主任,肠道微生物组研究领域的开创者。他的研究彻底改变了我们对人类微生物组在健康与疾病中作用的理解,特别是在营养、消化和代谢方面。戈登及其团队发现肠道微生物群发育不良是儿童营养不良的重要原因,并证明针对肠道微生物组的治疗性食品比传统治疗食品更有效,能改善营养不良儿童的长期健康问题,包括代谢、骨骼生长、免疫功能和大脑发育。他的工作揭示了生命早期肠道微生物组发育与儿童健康成长之间的因果关系,为解决全球儿童营养不良问题提供了新思路。
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杰弗里·I·戈登

杰弗里·I·戈登(Jeffrey I. Gordon,1947年10月4日出生)是一位生物学家,现任华盛顿大学医学院罗伯特·J·格拉泽杰出大学教授及爱迪生家族基因组科学与系统生物学中心主任。他因在胃肠道发育方面的研究以及开创人类微生物组研究领域而享誉国际。他的研究彻底改变了我们对人类微生物组及其在健康与疾病中作用的理解,特别是在营养、消化和代谢方面。

戈登的研究显著推进了科学界对人类肠道微生物组作为影响人体健康和疾病的微生物"器官"的认识,其影响超越了胃肠道健康本身。他的大部分工作集中于解决儿童营养不良这一全球健康挑战。戈登及其实验室正在探索的核心问题包括:我们的肠道微生物群落如何影响人类健康;哪些干预措施可以修复个体或群体的微生物群落以优化健康发育;以及如何创建当地基础设施,以提供经济实惠、文化上可接受且美味的治疗性食品。他和团队确定了肠道微生物群发育不良是导致儿童营养不良的一个促成因素,并发现旨在修复肠道微生物组的治疗性食品在治疗儿童营养不良方面优于广泛使用标准治疗食品。与标准治疗食品不同,这些微生物组定向食品能够改善营养不良的长期影响,包括代谢问题、骨骼生长、免疫功能和大脑发育。

戈登已当选为美国国家科学院院士(2001年)、美国艺术与科学院院士(2004年)、美国国家医学院院士(2008年)和美国哲学学会会员(2014年)。

教育和职业生涯

戈登于1969年在俄亥俄州的奥柏林学院获得生物学学士学位。在接下来的四年中,戈登在芝加哥大学接受医学培训,并于1973年以优异成绩毕业。在圣路易斯的巴恩斯医院(现为巴恩斯-犹太医院)担任两年医学实习生和初级住院医师后,戈登于1975年加入国家癌症研究所生化实验室担任研究助理。他于1978年返回巴恩斯医院,担任高级助理住院医师,随后成为华盛顿大学医学服务部的首席住院医师。1981年,他在华盛顿大学医学院完成了医学(胃肠病学)研究员培训。在随后的几年中,戈登在华盛顿大学迅速晋升学术职位:助理教授(1981-1984年);副教授(1985-1987年);医学和生物化学教授(1987-1991年)。1991年,他成为分子生物学和药理学系主任(1991-2004年)。戈登目前担任圣路易斯华盛顿大学爱迪生家族基因组科学与系统生物学中心主任(2004年至今)。

早期科学研究

戈登的早期工作集中于研究胃肠道上皮如何在人的一生中持续更新,以及其组成细胞类型如何在分化过程中根据在肠道长度上的位置表达不同功能。这项早期工作使用转基因小鼠,以脂肪酸结合蛋白基因家族成分为模型,研究发育阶段特异性、细胞类型特异性和空间基因表达模式的调控。

在此期间,他还对蛋白质N-肉豆蔻酰化研究发挥了关键作用。N-肉豆蔻酰化是一种将14碳脂肪酸(肉豆蔻酸)共价连接到参与细胞信号传导和其他功能的蛋白质N端甘氨酸残基的过程。戈登团队在表征N-肉豆蔻酰转移酶(Nmt)的底物特异性、催化机制及其原子结构方面发挥了重要作用。他的遗传学和生化研究表明,Nmt对于作为机会性病原体的真菌的存活至关重要,并产生了可作为抗真菌剂的酶抑制剂。

戈登实验室的转基因和遗传嵌合小鼠模型提供了证据,表明肠道上皮细胞谱系中基因表达的空间模式部分依赖于环境线索。在20世纪90年代初,他转向肠道微生物群落(微生物群)及其集体基因(微生物组)来寻找这些线索。在一个简化的模型中,他们使用无菌小鼠并定植单一显著的人类肠道细菌共生体(Bacteroides thetaiotaomicron),该模型表明,这种细菌可以指导小肠上皮中含岩藻糖多糖产量扩大的产后发育程序,但前提是这些生物体具有利用这些宿主多糖的功能性基因。随后,他对仅定植B. thetaiotaomicron的悉生小鼠进行的功能基因组学研究表明,肠道共生体如何影响肠道生物学的许多其他方面。通过对B. thetaiotaomicron基因组的测序,他们发现了一组编码降解多糖酶的基因;这些酶的数量和类型大大超过了人类基因组中编码的酶。这些信息使他们能够在悉生小鼠中展示这种生物如何根据所消耗的饮食自适应地搜寻饮食和宿主糖类。B. thetaiotaomicron随后成为剖析肠道微生物群成员与其人类宿主之间共生关系的遗传和代谢基础的领先模式生物——包括成员如何感知/获取/代谢膳食多糖。

这些发现引导他的团队用由培养的、基因组测序的人类肠道微生物群成员组成的、复杂性不断增加的定义微生物群落定植无菌动物,以便研究成员如何在不同营养环境中合作和竞争以塑造宿主生理学。受这些模型获得结果的鼓舞,戈登是2005年国家人类基因组研究所白皮书《扩展我们的自我认知:人类肠道微生物组计划(HGMI)》的主要作者。2007年,人类微生物组计划被列入美国国立卫生研究院医学研究路线图中的"新发现途径"之一。

戈登将肠道微生物组功能与营养状况联系起来的努力最初集中在肥胖及其相关代谢功能障碍上。这项工作涉及表征和随后将来自肥胖和瘦小鼠的肠道微生物群落,以及后来的肥胖和瘦双胞胎(包括对肥胖不一致的双胞胎对)移植到无菌小鼠中,以表征饮食成分对微生物群落功能和宿主生理学及代谢的影响。这些临床前模型和随后的临床试验已被用于开发由可持续来源的多糖组合组成的微生物组靶向零食原型,可改善微生物组功能。

当前研究

戈登和他的团队正在表征肠道微生物组在儿童营养不良(消瘦、发育迟缓或两者兼有)中的作用,检验婴儿和儿童的健康成长部分取决于肠道微生物组和宿主器官系统的协调共同发展的假设。戈登的工作表明,婴儿期肠道微生物群落的健康发展与儿童整体健康成长相关。

戈登及其合作者进行的出生队列研究主要在孟加拉国进行,与孟加拉国腹泻病研究国际中心(icddr,b)的塔希德·艾哈迈德合作,以及对马拉维双胞胎的研究显示了营养不良方面的显著差异(不一致),确定了健康个体中正常的产后肠道微生物群发育计划在营养不良儿童中被打断。他们的研究进一步表明,营养不良儿童的紊乱微生物群落无法通过当前的营养干预得到修复。通过将来自健康和营养不良儿童的微生物群移植到喂食人类微生物群供体饮食的无菌小鼠中,戈登实验室确定了与产后生长和发育关键方面相关的细菌菌株。这些菌株成为修复营养不良儿童微生物群落的治疗靶点。

为了开发经济实惠且可扩展的治疗方法,戈登和他的团队使用悉生小鼠和小猪筛选给予12-18个月大孟加拉国儿童的食物组合。测试动物的微生物群落被来自营养不良孟加拉国儿童的肠道微生物生物定植。这一努力产生了微生物组定向食品(MDCFs)原型,能够调节目标年龄和生长差异性细菌菌株的适应性和表达的代谢活性。在患有消瘦的孟加拉国儿童中进行的随机对照临床试验表明,与常用治疗食品(即食补充食品)相比,微生物组定向食品产生了显著更大的生长效果,即使其热量密度低于传统治疗食品。此外,这种优越的生长反应伴随着更佳的微生物群修复以及血浆蛋白生物标志物水平和骨骼肌肉发育、神经发育、代谢和免疫功能介质的变化。戈登团队还确定了微生物组定向食品的生物活性成分、其微生物治疗靶点,以及这些微生物靶点如何产生宿主生理学的新陈代谢效应物。

结合对患有严重消瘦的孟加拉国婴儿以及发育迟缓孟加拉国儿童小肠微生物群的研究,这项工作揭示了生命最初几年肠道微生物组发育与儿童健康成长之间的因果关系。"当儿童的肠道微生物组发育不良时,他们的整体生长可能会停滞,导致营养不良,进一步对免疫、代谢、骨骼生长和大脑发育产生不利影响,"戈登曾表示。他进一步指出,在幼儿期有一个关键窗口期,通过有益食品进行干预可以帮助塑造肠道微生物组的发育,从而促进整体健康成长。戈登及其团队的工作还产生了一条普遍适用的转化医学流程,用于确定微生物组组成和表达功能的中断是否与疾病状态相关,以及将食品的分子成分和微生物组功能与人类健康联系起来。

重要荣誉

戈登获得的主要奖项和荣誉包括:

  • 2001年 当选美国国家科学院院士
  • 2010-2013年 担任美国国家科学院医学生理学与代谢学部主席
  • 2004年 当选美国艺术与科学院院士
  • 2008年 当选美国国家医学院院士
  • 2013年 美国国家科学院塞尔曼·A·沃克斯曼微生物学奖
  • 2013年 科赫基金会罗伯特·科赫奖
  • 2014年 帕萨诺基金会帕萨诺奖
  • 2014年 当选美国哲学学会会员
  • 2014年 匹兹堡大学迪克森医学奖
  • 2015年 皇家科学院法伊萨尔国王国际医学奖
  • 2015年 庆应大学庆应医学科学奖
  • 2017年 梅拉和肖尔·G·马斯里基金会马斯里奖
  • 2017年 赛诺菲-巴斯德研究所巴斯德国际生物医学研究奖
  • 2017年 哥伦比亚大学露易丝·格罗斯·霍维茨奖
  • 2018年 皇家学会科普利奖章
  • 2018年 BBVA基金会生物学和生物医学前沿知识奖
  • 2021年 国际巴尔赞基金会健康与疾病微生物组巴尔赞奖
  • 2021年 美国医师协会乔治·M·科伯医学奖
  • 2022年 美国国家医学院大卫和贝阿特丽克斯·汉堡生物医学研究和临床医学进展奖
  • 2022年 强生公司保罗·杨森生物医学研究奖
  • 2023年 阿斯图里亚斯公主基金会技术与科学研究阿斯图里亚斯公主奖
  • 2023年 奥尔巴尼医疗中心医学和生物医学研究奥尔巴尼医学中心奖
  • 2024年 西北大学梅赫希尔德·埃瑟·内默斯医学科学奖
  • 2024年 加州大学圣迭戈分校斯克里普斯海洋学研究所尼伦伯格公共利益科学奖

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