在莫纳什大学(Monash University)生物科学学院杰里米·J·巴尔教授和哈德逊医学研究所(Hudson Institute of Medical Research)萨姆·福斯特副教授领导的一项国际研究中,科学家们发现了数百种生活在人类肠道细菌内部的新病毒。
这些被称为噬菌体的病毒未来可能用于重塑肠道微生物组,从而影响肠道健康和多种疾病的进展。
这项发表在《自然》杂志上的研究是同类研究中的首创,采用大规模基于培养的方法来分离和研究人类肠道中的温和噬菌体。
研究团队使用了来自澳大利亚微生物组培养库(AusMiCC)的人类微生物组252种细菌分离物。这些分离物必须在实验室中使用特殊无氧厌氧室进行培养,随后用十种不同的化合物、食物和条件进行处理。令人惊讶的是,研究团队发现常见的植物性糖替代品甜菊糖以及人体肠道细胞释放的化合物,是肠道噬菌体的主要激活剂。
“这是一项基础性研究,改变了我们思考和研究人类肠道内病毒的方式,”该研究的资深作者巴尔教授表示。“我们发现,人类肠道细胞产生的化合物可以唤醒肠道细菌内部的潜伏病毒。这对炎症性肠病(IBD)等肠道疾病可能产生重大影响,因为这些疾病中炎症和细胞死亡很常见。”
研究还揭示,大多数肠道噬菌体处于休眠状态,仅有一小部分能在测试条件下被激活。然而,当暴露于人类肠道细胞时,这些病毒的激活率显著上升,表明人类生物学在塑造肠道病毒景观中扮演着重要而直接的角色。
“我们知道肠道中充满病毒,但直到现在,我们还没有在实验室中研究它们的工具和实验方法,”该研究的第一作者索菲亚·达尔曼博士解释道。“我们的发现表明,人类宿主不仅仅是一个被动环境,它在积极影响病毒行为。”
通过基于CRISPR的基因工程,研究团队进一步确定了阻止激活的病毒基因突变,为了解某些肠道病毒如何永久休眠提供了见解。这一发现可能为旨在通过微生物组操纵来促进健康益处的未来治疗策略提供信息。
这项研究代表了莫纳什大学和哈德逊医学研究所之间超过八年的合作工作,以及多个其他国内和国际研究团队的参与。
福斯特副教授认为,这项基础性研究将对健康转化产生重大影响。“能够培养这些病毒使我们能够了解它们的功能,并为从炎症性肠病到癌症等疾病开发微生物组疗法提供了机会。该技术还提供了设计具有定制病毒功能的益生菌菌株的能力,”他表示。
巴尔教授补充道:“这项工作为合成生物学、生物技术和微生物组疗法的未来应用奠定了基础;它是解码人类肠道病毒暗物质的重大一步。”
参考文献:Dahlman S, Avellaneda-Franco L, Rutten EL, 等. 人类肠道中温和噬菌体的分离、工程和生态学. 自然. 2025:1-8. doi: 10.1038/s41586-025-09614-7
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