纽约州立大学布法罗分校雅各布斯医学院与生物医学科学学院的研究人员正利用一项新的美国国立卫生研究院(NIH)资助，深化对肠道微生物的机制认识。
微生物学与免疫学系助理教授黄瑶娜博士(Yolanda Huang, PhD)是国家普通医学科学研究所(NIGMS)一项为期五年、总额217万美元资助项目的首席研究员，该项目名为"肠道中大量存在的细菌的多糖利用和抗菌素耐药性"。
黄实验室获首个NIH重大资助
该资助代表黄实验室获得的首个NIH资助。黄教授于2023年加入雅各布斯医学院，此前在劳伦斯伯克利国家实验室工作，担任生命科学研究基金会博士后研究员阿斯利康奖获得者。
该实验室是由加利福尼亚大学管理的美国能源部科学办公室国家实验室。在那里，她开发了一种新型高通量功能基因组学方法来研究肠道细菌。
"作为新任首席研究员，获得我的首个主要NIH资助是一个重要里程碑，"黄教授表示，"我很感激并兴奋于我们的研究被认可为具有高影响力和重要性而获得资助。这使我能够专注于未来几年的激动人心的研究。"
NIGMS资助属于R35类，被归类为最大化研究人员研究奖(MIRA)。
"MIRA资助在NIH资助中是独特的，因为它资助实验室的研究项目而非特定项目，"黄教授解释道，"这种灵活性为创造力、生产力和影响深远的突破提供了空间。"
理解肠道环境的复杂性
黄教授表示，肠道细菌在人类健康中起着至关重要的作用，她实验室研究的总体愿景是增进对微生物如何在人类肠道中定植、生长和存活的机制认识。
研究人员的长期目标是利用其机制发现来开发调节微生物群组成和功能以获得健康益处的策略。
"我们肠道中的微生物群落高度多样化，其大多数生物学特性仍未得到充分研究，"她说，"这使得开发用于健康应用的肠道微生物群调控策略变得困难。"
黄实验室的研究人员研究人类肠道中一种高度丰富且普遍存在的细菌群，称为拟杆菌目(Bacteroidales)，这是一个通过维持肠道平衡对整体健康做出重要贡献的重要群体。
黄教授表示，虽然这些细菌对人类健康大多有益，但它们也可能具有致病性，出现在慢性伤口、脓肿和肠道炎症中。
肠道微生物群的一个关键功能是提供定植抗性，防止沙门氏菌等病原体的入侵。
"我们感兴趣的是从机制角度理解为什么它们能够如此成功地在肠道环境中定植，"黄教授说。
"结肠是一个缺氧环境，拟杆菌目是严格厌氧菌（在氧气存在下不生长的微生物），所以我们是在厌氧室中培养和研究这些细菌，"她补充道，"我们正在使用尖端的功能基因组平台以高通量方式发现拟杆菌目的新生物学特性。"
"通过结合DNA条码过表达文库、基于选择的筛选和靶向实验，我们可以直接将遗传决定因素与细菌特性（如营养利用和应激耐受性）联系起来，"黄实验室参与此项工作的博士后研究员卡姆鲁尔·哈桑博士(Kamrul Hasan, PhD)说。
调控肠道微生物群的策略
该研究旨在生成拟杆菌目中对多糖利用和抗菌素耐药性重要的通路图谱。
"拟杆菌目利用广泛的糖类作为营养物质，如粘蛋白和膳食纤维。我们感兴趣的是回答它们如何实现这一点的问题，"黄教授指出。
"这将使我们更好地理解营养环境和我们的饮食如何驱动微生物群组成，"她补充道，"潜在应用包括益生元和益生菌开发，以及增强肠道中有益细菌的饮食干预，以缓解症状。"
由于人类肠道处于不断变化之中，细菌已经进化出多种策略来耐受常见应激源，该资助的另一个目标是研究对抗菌素的抵抗机制，包括改变肠道微生物群组成的抗生素和人靶向药物。这项研究由微生物学与免疫学博士项目的学生艾莉森·汉娜(Allison Hanna)领导。
美国近60%的成年人使用每日口服药物来管理糖尿病、心脏病、焦虑症和慢性疼痛等疾病。这些经常开具的口服药物通常会扰乱肠道微生物群，但尚不清楚它们如何杀死肠道共生菌。汉娜希望揭开其中涉及的具体机制。
"我们的工作将帮助确定抗生素开发的新靶点，并改进现有药物，以减少对有益肠道微生物的附带损害，"汉娜说。
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