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揭开肥胖症之谜
http://www.100md.com 2010年7月16日 《第一财经日报》

     对于肥胖症,基因专家们的解释是,大约六成为肥胖基因所致,四成为人体肠道内的微生物所致。7vk, http://www.100md.com

    听说过肥胖基因吗?2007年,英国科学家利用“全基因组扫描”的方法,将多名肥胖人士和身材标准者的基因进行比对,发现了隐藏在胖人细胞核里的一截小小的基因片段,并把它命名为肥胖基因。7vk, http://www.100md.com

    据描述,肥胖基因一旦被“唤醒”,就会开始抑制人体的新陈代谢,降低能量消耗效率,让脂肪在身体里迅速堆积。而临床实验证明,大约六成的肥胖是肥胖基因在作祟。7vk, http://www.100md.com

    那么,另外四成的肥胖诱因是什么?不久前,在上海世博会“欧盟——中国科技周”讲座上,参与欧洲和中国科研合作项目的深圳华大基因研究团队带来了最新的科研成果:除了“罪魁祸首”的肥胖基因之外,人体肠道内的微生物极有可能是导致人体肥胖的另一诱因。7vk, http://www.100md.com

    隐藏在肠道中的秘密7vk, http://www.100md.com

    上月中,在2010年上海世博会欧盟馆“欧盟——中国科技周”上,欧盟公布了由欧洲和中国科研合作伙伴共同参与的城市研究、气候变化、能源、交通等领域展开的30余项明星科研项目进展情况。其中,华大基因执行总裁、丹麦哥本哈根大学客座教授王俊所在的研究团队负责的项目——“人类肠道宏基因组计划”(MetaHIT)格外引人注目。7vk, http://www.100md.com

    “人类肠道宏基因组计划”由欧盟资助1140万欧元,欧盟、中国、美国以及日本的科学家联手,从丹麦、西班牙的124个或健康的、或超重、肥胖的成年人,以及各种炎症患者作为研究对象,对他们肠道里的微生物进行了筛查和基因测序。7vk, http://www.100md.com

    “这个项目已经进行了三年,有了很多新发现。”王俊介绍说,整个研究首次发现,控制人类身体健康状态的“钥匙”,并非只掌握在人类自身的基因手中,人体肠道内的微生物也“大权在握”。7vk, http://www.100md.com

    长期以来,人类与自身肠道微生物一直保持着共生共荣的关系,肠道微生物帮助人类消化食物、合成维生素。一旦肠道微生物出现紊乱,有害菌的数量大于有益菌时,人类就会出现便秘、肠炎、胃炎、胃溃疡等症状。“在一部分肥胖人士的身上,并没有明显的发胖基因。于是,研究人员很自然地就把注意力放到了肠道微生物上。”7vk, http://www.100md.com

    在项目展开的初期,科学家从老鼠身上找到了一部分答案。研究人员从肥鼠的肠道内抽取了一部分微生物,植入到身材苗条的老鼠体内。过了不久,在饮食、作息等生活状况毫无变化的情况下,这些苗条的老鼠竟然也开始长膘了。

    顺着这个思路,科学家很快发现了肠道微生物致人发胖的原因——肥胖者消化系统内的某些细菌超过了所需要的量。这些细菌在帮助消化食物之余,还产生了过多的热量。如果肥胖者和苗条的人摄入同等数量的食物,肥胖者身上产生的热量就要比瘦人多。这些多余的热量会转变成脂肪,久而久之就会堆积在肥胖者的腹部、大腿、臀部等部位,让他们看上去肥头大耳、大腹便便。此外,研究人员还发现,在减肥成功人士的肠道内,有两种特殊的细菌特别活跃,可能是帮助他们加速脂肪燃烧的“救星”。hh2-i, 百拇医药

    与肥胖问题相仿,糖尿病病人的体内普遍存在两种特殊的细菌。种种证据表明,潜伏在人体肠道内的“小东西”,作用不可小觑。hh2-i, 百拇医药

    “鸟枪法”揭开真面目hh2-i, 百拇医药

    “这个发现是当代最重要的科学研究之一,它把视线投向了我们身体里最重要、却长期为人们所忽视的‘居民’——肠道微生物。”参与“人类肠道宏基因组计划”的法国国家农艺研究院微生物专家多斯克·因里奇认为,其实,人类早已经知道肠道微生物的重要性,但是,要看清楚这些决定人类身体健康状况的“钥匙”的真面目,并非易事。hh2-i, 百拇医药

    自人类出生起,人体就成为微生物的乐园。肠道微生物总数至少是人体总细胞数的10倍。在人体肠道内,微生物群落组成了巨大的生态系统,并处在永不停息的更新换代之中。hh2-i, 百拇医药

    “因此,我们的研究一开始就倾向于从基因角度去描述人类肠道微生物。”王俊说,“不管微生物种类怎么进化、怎么变化,无非就是不同基因的排列组合。”hh2-i, 百拇医药

    基因测序,需要采集大量的微生物样本。采用侵入人体肠道收集样本的方法,成本太大,技术难度太高。根据参与“人类肠道宏基因组计划”研究的另一位科学家杰仁·瑞斯的保守估算,肠道细菌包含的基因大概是人类自身基因的100倍。“人类有两万多个基因,肠道微生物的基因至少有200多万个,也可能达到300多万个。”hh2-i, 百拇医药

    就在科学家们为此烦恼时,一件不起眼的东西进入了多斯克·因里奇和王俊他们的视线。“作为食物在人体中的最终产物,粪便在肠道里做了一次完整的旅行,里面包含着人体肠道内的全部微生物。”hh2-i, 百拇医药

    最终,科学家们找到了一种简单、“野蛮”到有点“吓人”的手段——研究者从124个研究对象的粪便中,各取指尖大小的便样,然后把其中的所有细菌的DNA提取出来,对它们进行分段扫描。hh2-i, 百拇医药

    由于这种分段扫描的方式是随机的,科学家首先得到的是很多个单摆浮搁的基因片段。在传统的基因测序中,最常用的是“从头到尾”的测序法,但需要大量的重复计算,这让一些研究者避之不及。不过,由于超级计算机和云计算技术的支持,因此这种方法便成了“人类肠道宏基因组计划”基因测序的首选。hh2-i, 百拇医药

    “这种方法的俗名叫‘鸟枪法’(shotgun),就好比装填霰弹的鸟枪一枪打出几百个弹丸一样。”王俊解释说,研究人员获得的第一手基因片段总信息量,远大于被测序的基因本身的信息量。“基因片段中,有很多是重合片段,需要通过重新拼凑这些重合片段来了解基因的真实顺序。”王俊用李白的诗句打了一个生动的比方,“这就好比把‘床前明月光’扫描3次,分别得到‘床前明’、‘前明月’和‘明月光’,根据计算,可以把‘床前明月光’复原。”hh2-i, 百拇医药

    现在,利用“鸟枪法”将人类肠道菌的300多万个基因的密码完全破解。“真正艰难的工作才刚刚开始。”王俊说,未来几年,研究人员将通过深度测序和各种实验,定义并描述肠道宏基因组功能,以确定各种基因与各类疾病之间的关系。新的减肥配方、治疗糖尿病的药物也会随之出现。(陈琳)


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