【Nature】检测千年前的8坨粪便，这群科学家要干啥？肠道菌群研究终于将“魔爪”伸向科研考古界！

人的胃肠道内寄居着种类繁多的微生物，这些微生物被称为肠道菌群。影响肠道菌群的主要因素有4个方面：人体自身的因素(包括人所处的环境因素)；人体摄入的饮食；细菌自身因素和细菌之间的相互作用。

随着时代的变迁，我们会遇到不同的环境、吃到不同的食物，我们体内的肠道菌群也随之不断变化。肠道菌群的平衡与否也在一定程度上影响者我们的健康，比如：肥胖、1型糖尿病、免疫力、过敏......

2021年5月12日，哈佛医学院、Joslin糖尿病中心等机构的研究人员探索了人类肠道微生物组在过去2000年中发生的变化。并将文章在《Nature》上，题为“Reconstruction of ancient microbial genomes from the human gut”。这篇文章由来自世界各地28位科学家贡献而成，包括：教授、医生、考古学家等。

科学家们在北美西南部干旱环境中收集到距今1000-2000年左右，8坨保存完好、经过检验的人类粪便样本进行了详细的遗传学分析，并与789个现代粪便样本进行了比较。

在现代样本中，略多于一半的样本来自工业化“西方”饮食的人群，其余的样本来自非工业化食物(主要生长在自己的社区内)的人群。

研究团队从这些样本中重建了498个微生物基因组，其中181 个基因组显示出来自古代人类肠道的有力证据（图1）。作者发现，有61个基因组此前未有描述，也就是说，近40%的古代微生物物种以前从未被发现过，那么，是什么导致这种高遗传变异性呢?

图1：从古细菌中重新构建基因组，回收了181个经过验证的古代肠道微生物基因组

通过对比，他们发现微生物群之间的差异是惊人的。例如，一种被称为琥珀密螺旋体(Treponema succinifaciens)的细菌并不存在于单一西方微生物群中，但它存在于每一个古代微生物群中。相比工业化地区的人群，古代微生物群落与现代非工业微生物群落的匹配更加紧密。

微生物适应环境的一种策略，而现代工业化微生物群落的变化要大得多。在现代工业化微生物群落中，我们全年或多或少吃同样的东西，过着同样的生活。然而在更传统的环境中，事物会改变，微生物需要适应。它们可能会利用这个更大的转座子来抓取和收集基因，帮助它们适应不同的环境。

此外，这些古老（图2）、非工业化的样本含有大量与淀粉代谢有关的基因，这或许是因为他们摄入的复合碳水化合物比现今工业化人群更多。

图2：与当今的工业粪便样品相比，古粪便表现出独特的功能基因组库

古老的样本还显示，古老的微生物种群中与抗生素耐药性相关的基因较少，产生降解肠道黏液层的蛋白质的基因数量更少，而黏液层会产生与各种疾病相关的炎症。

相比这些古代样本，工业化和非工业化现今样本含有更多的抗生素耐药基因。

总之，这项研究阐释了人类微生物组的演化历史，增进了科学界对微生物如何促进健康和疾病的理解，为这些微生物如何随着饮食的不同而进化提供了新证据。这也让人不禁感叹，肠道菌群研究终于将“魔爪”伸向考古。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-021-03532-0

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。

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