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生活在消化道的數千種細菌中，科學家知道其中只有極少數直接影響人類健康。現在，麻省理工大學、哈佛大學和哈佛大學博德研究所的研究人員發現了一組腸道細菌，它們能夠代謝足夠的膽固醇，從而可能影響人們的新陳代謝。
腸道內有這些細菌的人血液中膽固醇水平低於沒有這些細菌的人。這一發現表明了一個可能的原因，為什麼有些人可以在飲食中攝入更多的膽固醇，而對他們的血液膽固醇水平的影響微乎其微。它還暗示，通過飲食、益生菌或其他治療方法，增加這些細菌的數量，也許有一天是幫助降低膽固醇水平的有效方法。
這項研究為如何利用微生物基因和酶來控制新陳代謝和影響人類健康提供了一個路線圖。從不同個體膽固醇水平不同的原因來看，微生物群是一個謎。
細菌能代謝膽固醇的觀點並不是一個新的觀點；在20世紀初，科學家們報導了細菌的存在，這種細菌可以通過化學方法將膽固醇轉化為一種叫做黃連醇的化合物。在老鼠、狒狒、豬，甚至人類的內臟中都發現了產生糞烷醇的細菌，但對這些細菌的生物學特性知之甚少。
很長一段時間以來，人們都知道一些腸道細菌可以從膽固醇中形成糞酚，但不知道是哪種細菌在做這件事，也不知道它們是如何做的。
研究人員想知道這些細菌和血液膽固醇水平之間是否有聯繫。但是，分離膽固醇代謝細菌並在實驗室中培養它們被證明是困難的，在人類微生物中發現的許多物種在實驗室中很難培養。
相反，研究小組轉向大型微生物數據集，挖掘可能與膽固醇代謝有關的基因。研究人員分析了美國3097人的腸道微生物群，並對這些微生物群中發現的近600萬個微生物基因進行了測序。在微生物組樣本中，625份還包括糞便中發現的糞烷醇水平的資訊。
研究小組尋找的細菌基因只存在於分泌黃連醇的人身上，並且與編碼與膽固醇代謝功能相似的酶基因相似。這使得研究人員隻找到了四個可能與分解膽固醇有關的基因。
從那時開始，研究人員在實驗室中對細菌進行基因改造，以產生四種感興趣的酶中的每一種。他們發現了一種能代謝膽固醇的基因，他們稱之為腸道糞便代謝A（IsmA）。在基因數據中顯示，這種基因存在於少數微生物群相幹細菌中。
研究小組發現，在他們的微生物群中攜帶IsmA基因的人在糞便中排出的膽固醇比不攜帶該基因的人少55%~75%。此外，攜帶IsmA基因的人血液中的膽固醇水平平均比那些在其微生物群中沒有IsmA基因複製的人低0.15mmol/L（2.7mg/dL）。這比人類基因如HMGCR和PCSK9對血液膽固醇的平均影響更大，這些基因已知能改變人高膽固醇水平的風險，並且是FDA批準的一些膽固醇藥物的靶點。
為了觀察特定基因和有機體與人的新陳代謝和膽固醇水平有多密切的關係，令人興奮和滿足。研究人員目前正試圖分離攜帶IsmA的人類相幹細菌，以作進一步研究，並對黃連醇是否對人類健康有任何影響有其他疑問。但研究結果證實了一個觀點，即一個人的微生物群的組成可以影響他們的代謝健康。
最終的長期目標是，這些是否真的是降低膽固醇水平的直接原因，這就為圍繞微生物群開發一些降低膽固醇的干預措施提供了強大的動力。
來源：Douglas J. Kenny et al. Cholesterol Metabolism by Uncultured Human Gut
Bacteria Influences Host Cholesterol Level, Cell Host & Microbe (2020).
《血管與腔內血管外科雜誌》
2020.06.17