Nat Med：怎么跑都不累？遗传学之父揭秘：微生物组与运动表现

杭州时间6年末25日，发表在《Nature Medicine》上的一篇新研究指导工作，为强化耐性和社则会活动展现出的功能型母乳喂养技术开发，打开了门内。人类文明病原体组合成员，就比如说一个正在被发掘的大宝库。存留它对我们的整体精神上与生理卫生至关重要。科学家们仍然坚信，没有两其所拥有相同的病原体组合成员，病原体组合成员的组合成员成可以随着饮食、孤独方式、类固醇和其他药物治疗等因素而改变。但是，尽管仍然推测个体病原体组合成员与老年人、炎症性肠病、关节炎、癌症和自闭症等多种疾病彼此间的保持联系，但尚能不清楚显然的情况是否也则会如此。比如，在某些情况下，病原体组合成员是否可以提高卫生和社则会活动展现出。该研究指导工作合组第一作者、美国芝加哥大学医学院（HMS）同一时间博士后研究指导工作员、芝加哥大学Wyss研究指导工作所Jonathan Scheiman说“在这个项目开始时，我们理论上优秀足球员的病原体组合成员必须具有相对于微调菌种的共同之处，这不太可能有助于他们的展现出和恢复，并且一旦考虑到，这些病原体不太可能成技术开发功能型母乳喂养的基础。”Scheiman自已与遗传学泰斗、芝加哥大学Wyss生物启发工程项目研究指导工作所的核心教员和HMS任教George Church一起发起了这个项目。Scheiman与Church任教也是FitBiomics公司的合组创立。FitBiomics是一家针对足球员病原体组合成员的生物技术公司。他本人也是同一时间职业排球足球员。现在，由Scheiman和Church以及新奥尔良Joslin乳癌为中都心的Aleksandar Kostic主导的相对于协作研究指导工作团队仍然在一个由87名新进足球员和奥运则会足球员组合成员成的独立团队比赛告一段落后考虑到了一组合成员特定的酵母菌——Veillonella。他们考虑到了Veillonella属与社则会活动展现出彼此间的保持联系。他们观察到，在赛跑足球员赛后Veillonella的相对原子量减小。从赛跑足球员中都分离出的Veillonella酵母菌给予小鼠，与对照组合成员相比，两栖动物在研究小组慢跑机测试中都的展现出提高了13%。该研究指导工作合组通讯作者、Joslin乳癌为中都心病原体学和免疫生物学系助理任教Aleksandar Kostic说：“我们能够证明了，Veillonella动力的展现出提升是由于酵母菌生成果糖的能够，果糖是存留剧烈社则会活动随时间而造就的激素物，并产生丙酸盐，这是一种短链糖类(SCFA)。这反过来又强化了全身对社则会活动阻碍的顽抗能够。”Kostic致力于研究指导工作量化和实验工具，旨在能够地忽略人类文明病原体组合成员与激素疾病(如乳癌)彼此间的关系。在本来的子系统性中都，研究指导工作人员通过考虑到从尿液样本中都授予酵母菌的DNA序列，子系统性了2015年新奥尔良赛跑足球员的病原体组合成员成。Scheiman说：“在慢跑同一时间一周和后一周内每天收集样本，并在AlekSandar的生物信息学借助下对它们透过子系统性，使我们能考虑到整个病原体组合成员内有意义的波动，其中都Veillonella属的减小是最出彩的。”Veillonella能可用果糖作为能量密度来源不明是众所周知的，但该团队又向同一时间跃进了关键一步。他们证明了，从足球员病原体组合成员中都分离出的Veillonella，V.atypica，并添加到小鼠的肠道病原体组合成员中都，本身就可以提高两栖动物在慢跑机测试中都的展现出。但这是如何借助的呢？由于果糖在指导工作肌肉中都产生，在血管子系统中都循环系统，并被肝脏清除，酵母菌驻留在肠腔内，连续性似乎没有明显的保持联系。事实上，该研究指导工作团队共享了第一个证据，证明了果糖实际上可以从循环系统通过肠上皮壁进入肠腔。在那里，它可以被Veillonella或其他酵母菌所利用。有意思的是，这种酵母菌并没有起到“果糖沉淀”造成全身循环系统果糖的准确度大幅减少的功用。显然，它是酵母菌果糖糖浆的产物，即短链糖类丙酸盐，从肠腔移出到循环系统中都以提高社则会活动展现出。合作者说明了，丙酸盐在注入小鼠的肠腔后，可以描摹许多Veillonella的功用，如减小两栖动物在慢跑机上的慢跑时间、减缓呼吸困难，以及减小在小鼠极限社则会活动期间肠道中都少用的炎症标志物准确度。Kostic可推测：“我们认为丙酸盐可以通过顽抗炎症、作为全身的能量密度来源不明以及其他时至今日难以确定的功用来展示其其所。值得注意的是，较高的社则会活动能够与乳癌病患更缓和的困难重重以及更长的寿命长相一致，这使母乳喂养Veillonella成一种治疗工具成不太可能。”Church任教说：“这项研究指导工作很好地有效性了我们本来的理论上，并共享了人类文明病原体和病原体组合成员彼此间最具说服力的'激素伴生'的例子，它可以被广泛用作母乳喂养策略，不仅适用于足球员，还可以改善病患的卫生状况。现在，我们仍然成立了一个识别与原教旨主义展现出相关的病原体平台，我们可以探讨其他类型的原教旨主义足球员或其所的病原体组合成员，这些人相对于适应环境过关斩将，以推测其他必要的功能保持联系，并致力于将它们转化为母乳喂养治疗工具。”独有说是：Jonathan Scheiman, et al. Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism. Nature Medicine. Jun 2019.