最近,我们肠道中的许多共生微生物都已成为新闻。肠道中生活着数以万亿计的细菌,病毒和真菌(统称为微生物组),这对我们的整体健康至关重要。

没有这种肠道菌群,我们将死。
不良的饮食,过度使用抗生素以及某些疾病会杀死一些好家伙,并抚养一些坏家伙,从而损害我们的免疫系统,使我们容易患上糖尿病,某些癌症,甚至是大脑功能障碍。
因此看到这种肠道微生物组也可以保护我们免受辐射的影响真是令人惊奇。
研究人员在UNC莱恩伯格综合癌症中心,与研究人员在杜克大学,斯隆凯特林和康奈尔大学,沿着表明,小鼠暴露在致命剂量全身辐射(的8.0 - 9.2戈瑞)受到保护免受辐射的伤害,如果他们有特定类型的细菌在他们的内心。
高水平的辐射(> 0.2 Gy)可能会损坏可能无法迅速修复的组织,从而导致损坏或死亡。在这项研究中,细菌减轻了辐射暴露,增强了血细胞生成的恢复以及胃肠道的修复,这表明肠道菌群作为宿主抵抗辐射的主要调节者具有至关重要的作用,能够保护造血功能和胃肠系统。
研究人员发现,老鼠肠道中含有丰富的两种细菌(Lachnospiraceae和Enterococcaceae)的小鼠强烈抵制了强辐射的影响。这两种细菌在人类中发生,并且在接受放射疗法的患有轻度胃肠道症状的白血病患者中丰富。
由该研究郝果和同事表明,导致增加的产量小的这两种细菌的存在性细菌来源的等丙酸酯和色氨酸(下图)的代谢物的分子。这些代谢产物通过促进造血作用和胃肠道恢复,减轻对骨髓干细胞生产的损害,减轻严重的胃肠道问题的发展并减少对DNA的损害,提供了长期的辐射防护,调节了宿主对高剂量辐射的抵抗力。
肠道微生物,尤其是乳酸菌科和肠球菌科,可以调节宿主对高抗性的抵抗力。[+] 艾拉玛鲁工作室
有趣的是,这两种代谢产物都是常规购买的健康补充剂,尽管目前尚无证据表明这些补充剂的作用方式与这些分子与肠道中的活生物体的作用方式相同。
UNC医学院威廉兰德·凯南遗传学教授,通讯作者,首席研究员Jenny PY Ting博士说:“真正的跨UNC合作努力表明,这些有益细菌引起了肠道代谢的深刻变化。”
高剂量的辐射(意外暴露,癌症放射疗法或有针对性的辐射攻击)对身体器官造成的损害可能导致严重的疾病甚至死亡。人体中的血细胞以及胃肠道中的组织会迅速更新,这种细胞被称为分化细胞,特别容易受到辐射损伤。
应该注意的是,低辐射水平不会造成这种损坏。实际上,这可能是辐射水平低于10 rem(0.1 Sv,相当于0.1 Gy)不会增加任何人群癌症发病率的原因之一。
推测,这些机制可能是由于真核细胞和多细胞生物的出现大约在23亿年前,甚至更早的时候,当时背景辐射水平是目前的十倍。
然而,从保护性的角度看,由胃肠道携带的10万亿微生物在限制辐射引起的损害中起着重要作用。
Ting实验室的博士后研究员,主要作者郝浩说:“联邦政府已经做出了很大的努力来减轻急性放射症状-但是,这仍然是一个长期未解决的问题。” “我们的工作产生了细菌和代谢产物的完整数据集,可以作为确定未来微生物组研究中可行的治疗靶标的有力资源。”
由于某些放射疗法使用高水平的放射线来治疗癌症,并可能导致胃肠道副作用,因此这些研究人员想了解他们在小鼠中进行的实验如何转化为人。他们与杜克大学,纪念斯隆·凯特林纪念大学和威尔·康奈尔医学院的同事合作,研究了21名白血病患者的粪便样本,这些样本由于放疗是艰巨的干细胞移植条件而需要接受放射治疗的。
科学家们发现,腹泻时间较短的患者比腹泻时间较长的患者的乳酸菌和肠球菌的丰度明显更高。这些发现与研究人员在小鼠中的发现密切相关,尽管Ting警告说,需要更大的研究来验证人类的这些结论。
对于潜在的人类使用而言,重要的是,在补充了豚草科的小鼠中,癌症放疗的益处并未减少。
丁说: “粒细胞集落刺激因子是唯一被FDA批准为高剂量辐射暴露的有效对策的药物,但它价格昂贵并且具有潜在的不良副作用。” “但是,我们可以培养的细菌,尤其是相对便宜并且已经成为我们所吃食物中的元素的代谢物,可能是一个很好的选择。”
这项研究可能会为辐射和核工作者,rad技术人员,核医学工作者和其他处理放射性物质的人员提供预防益生菌的治疗方法,但到目前为止,这些人群还没有遇到任何问题。
研究人员希望能很快在人们中开展一项临床试验,以测试将这些代谢物给予接受放射治疗的患者的益处。