也许我们最终能够控制我们的肠道。这是一项今天发表的新研究中令人兴奋的发现，该研究揭示了小鼠——以及可能的人类——可以控制其肠道微生物群的组成和行为的方式。这一前景颠覆了流行的观点，即我们肠道内复杂的细菌生态系统基本上充当着我们的傀儡师，即使在我们照顾免疫系统、抵御感染并帮助我们分解超大汉堡和薯条时，也在改变着大脑的生物化学。
在一系列精心设计的实验中，来自哈佛医学院和布莱根妇女医院的研究人员发现，小鼠的粪便中充满了来自其胃肠道（GI）的微小非编码RNA，称为microRNA，并且这些生物分子似乎塑造和调节着微生物群。“我们已经知道微生物如何影响你的健康几年了，在某种程度上，我们一直怀疑这是一个双向过程，但从未真正明确地指出，”伦敦国王学院的遗传流行病学教授Tim Spector说，他没有参与这项新研究。“这项[新工作]很好地解释了微生物和我们之间双向互动，它显示了关系的反向发展——这非常有趣，”Spector说，他是The Diet Myth: Why the Secret to Health and Weight Loss Is Already in Your Gut一书的作者。
更重要的是，研究人员发现，人类粪便与小鼠共有17种microRNA，这可能预示着人类也存在类似的机制。这也可能为涉及microRNA移植的新治疗方法打开大门。“显然，这立即引出了一个问题：‘microRNA来自哪里，它们为什么在那里？’”资深作者Howard Weiner说，他是哈佛大学和布莱根医院的神经学家。这项研究发表在Cell Host & Microbe杂志上。
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他的团队通过比较正常实验小鼠和那些经过培育以使其肠道内壁某些类型的细胞缺乏microRNA的小鼠，从而回答了“来自哪里”的问题。在特殊培育的小鼠中，身体其他细胞中的microRNA没有改变，但它们的粪便中仍然缺乏microRNA——这表明通常在肠道中的microRNA与粪便中出现的microRNA之间存在联系。他们从该证据中得出结论，这些特殊的RNA来自排列在胃肠道内的两种类型的上皮细胞。
他们还试图通过检查那些微小的RNA——长度仅为18到23个核苷酸——在那里做什么来解决“为什么”的问题。Weiner和他的同事发现，从这些上皮细胞分泌的microRNA并非仅仅是旁观者。令人惊讶的是，它们的作用似乎非常精细，并且它们似乎调节着微生物群本身。发现肠道microRNA含量低的小鼠更容易患结肠炎。但是，当他们通过直接管道向肠道移植来自正常小鼠的microRNA时，这些啮齿动物患者继续发展出更正常的肠道组成。Spector说，这一系列实验是“精巧的”，他没有参与这项工作。
在确定了这些关键发现之后，研究人员还分别发现，不同的microRNA可以通过更自然的方式改变小鼠体内的特定细菌。研究人员在小鼠的饮用水中加入了合成的microRNA，这些microRNA可以增强大肠杆菌的生长。在饮用这种水两天后，小鼠粪便中的大肠杆菌含量大约增加了一倍，这证实了引入某些microRNA可以影响肠道。“我认为我们的发现提出了存在一种非常具体的方式来调节微生物群的可能性，”Weiner说。“我认为这开辟了很多可能性。”
以前，对微生物群健康益处的大部分关注都集中在粪便移植的医疗应用上——取一个人的粪便并将其放入另一个人的结肠中，希望重新校准受者肠道中的细菌。但是，利用不同的microRNA来调节不同的特定细菌的前景可能是一个非常有吸引力的替代方案。从理论上讲，使用来自测序数据的基因蓝图来构建模仿microRNA的东西——与microRNA结合的相同物质——然后进行粪便移植并确保其安全，可能会更简单、更具针对性。
即使其他最近的研究发现继续为我们理解微生物群添加更多必要的细节，这种潜在的未来疗法前景也随之而来。上周，一项修订后的估计表明，长期以来被引用的肠道微生物数量是人体细胞数量10倍的近似值是不准确的。根据最近的DNA分析和磁共振成像的综述，真实的数字大约是两者相同的数量。与此同时，其他新的工作也在揭示我们如何获得特定的肠道生物群，包括我们与环境、周围的人和遗传学的互动。这绝非小事。