过去15年间,对肠道微生物组——即栖息于肠道的微生物生态系统——的研究日益受到关注。随着宣称能改善肠道健康的补充剂和食品不断涌现,"肠道微生物组"已成为公众熟悉的概念。
不列颠哥伦比亚儿童医院研究所(BCCHR)布鲁斯·瓦兰斯博士团队通过实验室研究和临床试验,致力于深入理解肠道微生物组在维持肠道健康中的作用及其对炎症性肠病(IBD)等疾病的影响。研究发现,肠道菌群构成不仅对肠道健康至关重要,更在多种疾病中扮演关键角色。
平衡的肠道微生物组能促进组织健康和强健的免疫系统。相反,当有益微生物减少或有害微生物过度增殖导致菌群失衡时,肠道屏障可能遭到破坏,使细菌及其他肠道内容物渗入体内,引发包括炎症性肠病在内的多种健康问题。炎症性肠病是溃疡性结肠炎和克罗恩病等疾病的统称,其特征是免疫系统触发肠道炎症,导致痉挛、疼痛和腹泻。目前尚无IBD根治方法,多数治疗旨在减轻引发症状的炎症。
不列颠哥伦比亚大学实验医学专业博士生玛伊拉·希门尼斯是瓦兰斯团队成员,也是近期《肠道微生物》期刊综述论文的首要作者。她指出:"皮肤与肠道实际存在相互作用,这是肠道微生物组研究领域的突破性发现。"该论文阐述了免疫系统和维生素D信号传导等多种生物通路如何参与皮肤与肠道的"双向对话"。
希门尼斯强调:"这些发现的迷人之处在于,它揭示了肠道细菌与免疫系统的互动如何影响整体健康,意味着肠道菌群可能是众多先前被认为无关疾病的关键影响因素。"瓦兰斯实验室率先证实皮肤与肠道的双向对话机制。早前发表在《微生物前沿》的研究表明,特定紫外线照射皮肤可有益于肠道微生物组和肠道健康。
实验室博士后研究员拉里萨·塞利贝托博士解释:"太阳光包含UVA、UVB和UVC射线,但仅UVB能促进维生素D生成。使用窄谱UVB光(NB-UVB)照射皮肤可在规避其他有害射线(如长期皮肤损伤)风险的同时,促进体内维生素D合成。"维生素D在体内具有多重功能,其关键作用之一是通过增强肠道屏障完整性来维护肠道健康。在皮肤和肠道中,维生素D受体激活对调节抗菌肽生成至关重要,这些抗菌肽有助于维持菌群平衡并抵御病原体。维生素D缺乏者更易出现肠道通透性增加,即"肠漏综合征"。
希门尼斯与团队研究助理杨亨俊博士正深入探索NB-UVB照射如何通过提升维生素D自然生成来改善肠道健康,未来或为IBD患者提供新型疗法。"我们的研究表明,阳光作用于皮肤确实能改变粪便成分,"希门尼斯说,"这可能为IBD等疾病带来新疗法。"
瓦兰斯博士(BCCHR研究员兼CH.I.L.D.基金会儿科胃肠病学主席)指出:"无法合成维生素D的小鼠胃肠道炎症显著加剧。回顾人类进化历程,日常生活本包含大量户外活动。如今多数人室内办公,长期缺乏阳光暴露。"这种紫外线暴露不足与IBD风险上升的关联,可能是高纬度国家加拿大成为全球IBD发病率最高地区的原因之一,儿童群体尤为显著——户外活动减少和饮食结构变化导致年轻群体维生素D缺乏率攀升,进一步放大患病风险。因此,理解肠道健康与炎症的机制及潜在新疗法变得至关重要。
瓦兰斯研究团队是全球探索肠道菌群、免疫系统、IBD及其他疾病复杂关联的领先力量。团队还利用在肠道健康领域积累的专业知识,通过"Mining for Miracles"基金支持的Gut4Health微生物组核心设施,协助其他研究者开发菌群检测技术。沙姆博士表示:"我们旨在打造微生物组研究的一站式实验室,任何怀疑所研疾病涉及肠道健康的研究者都可与我们合作设计实验方案。"
未来,瓦兰斯团队计划构建完整的人类肠道模型,以深入探究决定肠道健康的多重生物通路与环境因素。希门尼斯总结道:"我们才刚认识到肠道影响的疾病范围之广及其交互机制之复杂。我们的目标是为儿童开发创新疗法,不仅针对IBD患者,更惠及各类疾病的患儿。"
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