最新一期的《科学》杂志上，有一群生物学家发表了一篇“屎”无前例的研究论文。他们详细分析了14年来收集的16000多份野生狒狒的粪便样本，最终澄清了关于肠道菌群的一个长期误解。他们发现，对于定居在肠道内的各种微生物，宿主自身遗传因素起到的作用比人们过去以为的大得多，肠道菌群的绝大多数特征都显示出某种程度的遗传性。
《科学》杂志同时刊登的评论说，狒狒拥有的肠道菌群与人类相似，它们的生活环境也很可能与早期人类的生活环境相似，因此从狒狒在肠道菌群特征上表现出的遗传性来看，人类很可能也有相似的遗传决定因素。
丰富多样、数量众多的细菌、病毒等微生物生活在我们的肠道内，它们帮助消化食物，制造维生素，协助训练免疫系统。越来越多的新证据还发现，一些特定的肠道细菌会影响肥胖程度和减肥效果，甚至会控制动物的大脑和行为。
过去人们对肠道菌群的普遍认识是，肠道菌群的组成主要受生活方式的影响，比如我们吃下去的食物和药物等。至于遗传因素，先前有一些研究表明，可能只占5%~13%的影响。
▲肠道菌群（图片来源：123RF）
但这项研究的负责人、圣母大学（University of Notre Dame）的Elizabeth Archie教授有不同的看法。她认为，先前的所有这类研究相当于只在某个时间点给肠道菌群拍了个快照，因此分析数据相对有限，很难明确区分肠道菌群受宿主遗传因素的影响有多大。
为此，Archie教授和她的研究团队开展了一项长期追踪分析。科学家们对生活在肯尼亚安博塞利（Amboseli）国家公园的585头野生狒狒进行了长期监测，在长达14年的时间里，收集了这些狒狒的粪便——基本上每头狒狒都提供了不同时间的近30份样本。研究人员通过测序技术从这些粪便中分析出它们肠道菌群的特征。
这些野生狒狒形成了多个族群，研究人员还详细记录了其中每一只狒狒的家族关系、生活环境、饮食特点，以及收集粪便时的狒狒年龄、收集季节等。
▲这个狒狒项目始于1971年，是全世界野生灵长类动物研究时间最长的项目之一（图片来源：参考资料[2]）
纵向分析的结果显示，97%的肠道菌群表型特征具有一定程度的遗传性，包括整体多样性和个体微生物的丰度。研究人员同时注意到，如果只取某一个时间点的样本来看，遗传因素显示的影响就会低得多，只有5%左右，就像过去在人类研究中得到的结果那样。
谈及新发现的“成功秘诀”，Archie教授认为长期“捡屎”功不可没：“过去在人类研究中之所以没有发现显著的遗传因素影响，至少一部分原因在于，研究人员的冰箱里缺少15年的人类粪便样品，而且也没有梳理所有粪便主人的详细信息。”
▲负责这项研究的Elizabeth Archie教授（图片来源：圣母大学官网）
根据分析结果，研究小组对环境因素和遗传因素如何共同塑造肠道菌群有了新的认识。他们发现，在雨季和旱季，由于狒狒的食物有明显差异，在食物多样性较低的旱季，肠道菌群受遗传的影响通常更明显，比雨季高48%。这一结果体现了环境因素可以影响肠道菌群的遗传性。
根据这项研究，遗传性还随着年龄的增长而增加，老年狒狒的肠道菌群特征受遗传因素的影响更明显。
Archie教授总结说：“与基因相比，环境确实对于肠道菌群的塑造发挥了更大的作用，但这项研究让我们明白，基因并非无足轻重，虽然作用较小，但有普遍的影响。”
肠道菌群与人体健康和疾病的关系正在越来越受到重视，现在也有很多研究团队在基于肠道菌群设计新的疗法，了解遗传因素对肠道菌群的影响，未来我们可以根据不同人的基因特征，量身定制个体化的菌群治疗方案。
参考资料：
[1] Laura Grieneisen et al。， （2021） Gutmicrobiome heritability is nearly universal but environmentally contingent.Science Doi： 10.1126/science.aba5483
[2] Our genes shape our gut bacteria， newresearch shows。 Retrieved July 12， 2021 from https：//news.nd.edu/news/our-genes-shape-our-gut-bacteria-new-research-shows/
本文转自学术经纬
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