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我们的概念验证研究还建立了一个原则，可以推广用于可定制功能性益生菌的合理开发，这些益生菌在多种模式生物中具有持久的治疗效果。此外，abfA基因簇在肠道微生物区系中非常常见，因此它可以被开发为一种简单而强大的胃肠道疾病生物标志物。
经常有人说益生菌可以帮助肠道蠕动，但是到底是哪个菌株的什么基因起了这个作用呢？
新发现的具有abfA基因簇的长双歧杆菌菌株将增强肠道中被称为“阿拉伯糖”的不消化纤维的利用，以改善便秘。相关论文已于当地时间11月22日发表在Cell Press旗下刊物Cell Host &上。微生物).
“我们在各种模式生物(包括小鼠和人类)中建立了遗传变异abfA基因簇和长双歧杆菌关键功能差异之间的因果关系，并提供了单个基因簇如何通过阿拉伯糖代谢影响宿主肠道运动的机制和生态学见解。”论文合著者、江南大学食品科学学院教授翟小琪说。
论文《肠道微生物群落中控制阿拉伯nan利用的关键遗传因子缓解体质》已经发表。图片来源:细胞宿主和微生物
据悉，便秘是一种常见的肠道疾病，全球患病率为10%-15%。便秘与肠道微生物生态失衡有关，表现为有益微生物的丰度明显降低。因此，口服益生菌已被广泛用于缓解便秘症状。
但不同益生菌对便秘的治疗效果差异较大。由于难以捉摸的机制，如何合理选择益生菌仍然是医疗保健专业人员和患者的挑战。此外，大多数关于益生菌对肠道运动有益的证据主要来自于对小鼠模型的研究。
“通常在动物模型中有效的益生菌菌株，在人体临床试验中可能会失败，或者在人体中的验证效果很差。”论文合著者、海南大学食品科学与工程学院教授张说，“转型研究迫切需要基于人类队列的概念验证研究，结合动物研究的证据。”
基于此，翟、张、论文合著者、香港大学牙医学院教授黄氏开始识别并系统验证外源性益生菌或肠道菌群影响胃肠动力的关键遗传因子。
研究人员从354名0-108岁的中国人中分离出185株长双歧杆菌。然后，在野生长双歧杆菌菌株综合文库的帮助下，他们发现abfA基因簇的调节有效地缓解了小鼠的便秘。这个关键的遗传因素充分利用了阿拉伯糖，这是一种人类难以消化的纤维，也是正常肠道微生物难以获得的营养来源。
进一步研究表明，abfA基因簇的存在还与除长双歧杆菌外的其他肠道微生物(如类杆菌)的通便作用有关。同时，研究证明，功能性便秘患者肠道菌群中abfA基因簇的丰度明显低于健康人，移植abfA基因簇丰度高的粪便细菌可以改善不育小鼠的便秘症状。
此外，研究小组还发现，肠道微生物abfA基因簇的丰度可以作为预测功能性便秘的生物标志物。这为筛选缓解功能性便秘的益生菌菌株提供了分子靶点，也为功能性益生菌的高效靶向育种提供了新的策略和思路。
“总体而言，这项研究确定并系统描述了一个负责阿拉伯糖消化的关键遗传因子，解决了益生菌领域的一个重要挑战，即益生菌治疗功效中广泛但未知的菌株特异性。”黄石说，“我们的概念验证研究还为可定制功能益生菌的合理开发建立了可扩展的原则，这些益生菌在多种模式生物中具有持久的治疗效果。此外，abfA基因簇在肠道微生物区系中非常常见，因此它可以发展成为一种简单而强大的胃肠道疾病生物标志物。”
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