人类肠道中噬菌体的发现可能影响肠道健康
由莫纳什大学(Monash University)生物科学学院杰里米·J·巴尔(Jeremy J. Barr)教授和豪德医学研究所(Hudson Institute of Medical Research)萨姆·福斯特(Sam Forster)副教授领导的国际研究团队,首次在人类肠道细菌内发现了数百种新病毒。这些被称为噬菌体的病毒未来或可用于重塑肠道微生物组,从而潜在影响肠道健康及多种疾病的发展进程。
该研究发表于《自然》杂志,是同类研究中的首创,采用大规模培养方法分离并研究人类肠道中的温和噬菌体。研究团队使用来自澳大利亚微生物组培养物收藏馆(AusMiCC)的252种人类微生物组细菌分离株,在实验室特制的无氧厌氧室中进行培养,随后用十种不同的化合物、食物和条件进行处理。出乎意料的是,研究团队发现常见植物性甜味剂甜菊糖以及人体肠道细胞释放的化合物,是激活肠道噬菌体的主要诱导物。
作为该研究的资深作者,巴尔教授表示:“这是一项基础性研究,改变了我们对人类肠道内病毒的认知和研究方式。我们发现人体肠道细胞产生的化合物能够唤醒肠道细菌内休眠的病毒,这对炎症性肠病(IBD)等疾病具有重大意义——在这些疾病中,炎症和细胞死亡十分常见。”
研究还揭示,大多数肠道噬菌体处于休眠状态,仅有一小部分能在测试条件下被激活。然而,当暴露于人体肠道细胞时,这些病毒的激活率显著上升,表明人类生物学在塑造肠道病毒生态中发挥着重要且直接的作用。该研究的首位作者索菲亚·达尔曼(Sofia Dahlman)博士解释道:“我们一直知道肠道充满病毒,但此前缺乏在实验室中研究它们的工具和实验方法。我们的发现表明,人类宿主并非被动环境,而是主动影响病毒行为。”
通过基于CRISPR的基因工程技术,研究团队进一步识别出阻止病毒激活的基因突变,为理解部分肠道病毒永久休眠的机制提供了洞见。这一发现有望为未来针对微生物组的健康干预策略提供依据。该研究代表了莫纳什大学与豪德医学研究所及其他国内外研究团队长达八年的合作成果。
福斯特副教授认为,这项基础性研究将对健康转化产生深远影响:“能够培养这些病毒使我们得以理解其功能,并为从炎症性肠病到癌症等疾病开发微生物组疗法创造机会。该技术还使我们能够设计具有定制病毒功能的益生菌菌株。”巴尔教授对此表示赞同:“这项工作为合成生物学、生物技术和微生物组疗法的未来应用奠定了基础;它是解码人类肠道‘病毒暗物质’的重大突破。”
参考文献: Dahlman S, Avellaneda-Franco L, Rutten EL, et al. 人类肠道中温和噬菌体的分离、工程化与生态学研究. 《自然》. 2025:1-8. doi: 10.1038/s41586-025-09614-7
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