节选译文

微生物群存在于所有暴露在环境中的机体表面，包括皮肤、口腔、肺、生殖和泌尿道，其中微生物密度和多样性最大的地方是胃肠道。尽管微生物群的存在仅仅局限于机体表面，但人们现在逐渐认识到，微生物群影响着哺乳动物几乎所有系统的发育和功能，且具有针对机体局部和全身的双重作用。与我们共生的微生物可以通过调控特定细胞在系统和器官发育和生理中扮演着重要的角色，例如调节大脑中的小胶质细胞,小肠中的肠上皮细胞和胰腺中的β细胞等。微生物群的破坏打乱了上述器官和系统的发育进程和生理稳态，从而可能导致器官特异性疾病。最近，特定微生物及其对哺乳动物宿主的作用机制逐渐被确定，特别值得关注的是一些可对多个器官和系统产生多重作用的共性分子。这些工作引出了一个新主题，即宿主从其微生物寄宿者中获益。本文描述了身体的各个主要器官和系统，并根据当前无菌和抑菌动物研究结果总结和归纳了微生物群对各个器官生理稳态的作用和对不同系统疾病发生发展的影响。很多情况下，微生物群的特定组分可以增强某个特定的生理过程，而微生物群的其他组分则可以抑制这一生理过程。虽然，目前理解上述宿主与微生物群组分的交互作用还需要紧密结合研究设计和研究方法，但重要的是，当前研究已经证实，很多疾病都是由健康宿主-微生物相互作用的丧失或失衡所致，说明了这些途径对机体整体健康的普遍重要性。

原文链接：

https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(21)00506-7.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421005067%3Fshowall%3Dtrue

Hill JH, Round JL. Cell.2021.184(10): 2796–2796.

l  解读人：向阳教授 四川省人民医院神经内科副主任医师

研究解读：

2021年5月，犹他大学医学院Jennifer H. Hill和June L. Round在国际知名杂志Cell（《细胞》）上发表了名为《简要介绍:微生物对宿主生理的影响》的文章。

微生物群和哺乳动物，特别是涉及到人的研究，是近十年来的医学生物学界研究热点。从基础研究到应用研究，尤其是临床研究的广泛开展，似乎已经将微生物群与人类疾病和健康的大门打开。但事实上，目前微生物群和宿主间相互关系的研究仍有众多问题没有阐明。例如，微生物群组分众多，具体某一个组分是致病性的、非致病性的还是保护性的？不同组分对宿主的影响，是作用于寄生部位本身，还是可以作用于更远的器官和系统？有没有特定微生物的特异性靶器官存在？微生物群及其组分在宿主从出生、发育、成熟、衰老的各个阶段的作用是一致的还是各有不同？等等。当前，以微生物群为基础进行临床转化和产品开发，以期能预防和治疗临床疾病的研究仍处于摸索阶段。回答前述问题，或许能为更精准地调控微生物群及其组分，从而为服务临床医疗和公共卫生提供更为有力的理论依据。

在本文中，作者通过图表（如图），综述了当前主要研究中，机体各个脏器和系统与微生物群的相互联系。首先，作者梳理了微生物群在各个脏器和系统中涉及到的常见调节机制，如定植抵抗（colonization resistance）、局部免疫调节（local immunomodulatory）、发育（developmental）和肠道屏障（intestinal barrier）。其次，作者总结了现有报道的各个脏器和系统中，与微生物群调节有关的重要疾病，包括内分泌系统（endocrine）、神经系统（nervous）、皮肤（skin）、免疫系统（immune）、心血管系统（cardiovascular）、呼吸系统（respiratory）、上消化道（upper gastrointestinal tract）、下消化道（lower gastrointestinal tract）、骨骼肌肉系统（skeletomuscular）以及泌尿/生殖系统（urinary/reproductive）；最后，作者从疾病相关的常见机制和信号通路的角度出发，归纳了微生物群调控疾病的可能机制，直观地向读者指出了微生物群在具体信号通路和发病机制上起着“好孩子（beneficial interaction）”还是“坏孩子（detrimental interaction）”的作用。

在正文中，作者进一步总结并阐述了当前有关微生物影响宿主的新主题，包括屏障功能、免疫调节、定植抵抗和发育等。随后，作者进一步整理归纳了可以影响宿主生理过程的微生物主要代谢产物，包括：1、外膜组分（outer membrane components）：如肽聚糖（peptidoglycan）、脂多糖（lipopolysaccharide）、鞭毛蛋白（flagellins）和多聚糖（polysaccharide）等，并且指出这些分子通常可被宿主组织上的toll样受体所识别，并在局部和系统上调节宿主生理。2、代谢产物（metabolic products）：主要包括短链脂肪酸（short chain fatty acids）、次级胆汁酸（secondary bile acids）和色氨酸代谢物（tryptophan metabolites）等。3、新型产物（novel products）：特别是“遗传暗物质（genetic dark matter）如AimA和BefA等。

本文对于微生物群及其产物，与机体器官和系统，以及疾病发生机制之间的相关性的整理，有利于研究者和转化专家把握微生物群应用研究的主线和前沿，对人们理解疾病的发病新机制和探索新靶点具有重要意义。

（编译自cell）