免疫學 基因與基因體學 基因體學 微生物學 微生物與免疫學

八月微生物相專題月介紹文

中醫四大經典之一「難經」稱腸道為「人之生命也,十二經之根本也。」由此可知,兩千年前的古人已經體認到腸道健康的重要性。而寄宿在腸道中的共生菌(commensal flora),更是扮演維持腸道健康的關鍵角色之一。事實上,除了腸道有共生菌以外,我們的皮膚、口腔、呼吸道、生殖道等等地方也有共生菌的存在,統稱為「微生物相(microbiota)」,由人體身上約 100 兆的共生菌所組成,比人體全部的細胞整整多了十倍!這些細菌在歷經數千萬年與人類不斷的交互作用之後,逐漸演化成人體不可或缺的元素之一,與免疫、代謝、發育,神經系統等等皆息息相關,許多研究更指出,微生物相的失調可能造成癌症、自體免疫疾病、甚至是肥胖和糖尿病等慢性疾病。

在過去,對於腸道菌的研究,只能利用細菌培養的方式,來分離腸道中的單一細菌,市場上常見的益生菌像是乳酸菌(Lactobacillus)和比菲德氏菌(Bifidobacterium)便是由此而來。不過,腸道菌的種類複雜繁多,且大部份無法被培養出來,科學家們一直苦惱於無法直接研究整體的腸道菌,但是由於分子生物學技術的不斷創新,在 2005 年,科學家們利用 16S 核糖體 RNA (16 rRNA)序列的定序,解構出人類腸道菌的種類分佈[1],使得我們對整體腸道菌有了一個清晰的輪廓。接下來隨著便宜、快速又精準的次世代定序(next generation sequencing, NGS)的問世,美國與歐洲先後發佈了人類微生物體研究計畫(Human Microbiome Project, HMP)和人類腸道元基因組研究計畫(Metagenomics of the Human Instestinal Tract, MetaHIT),旨在利用次世代定序的技術,揭開整個人類微生物相的面紗,終於在 2010 年,MetaHIT 將整個腸道菌的基因完成定序 [2],腸道菌的真面目再也無法遁形,在接下來幾年間,HMP 也將人體其他部位的共生菌一一揭露,呈現在世人面前,為人類微生物相的研究打下穩固的基礎。

本月,Investigator 將從介紹腸道共生菌與免疫系統複雜的交互作用開始,帶領讀者們一窺近年來在此領域中的重要研究,包括腸道菌與癌症、肝炎病毒感染和賀爾蒙分泌的關係,還有人類基因、靈芝和食物添加物等內在、外在因子會如何影響腸道菌的組成,也將談及腸道菌如何調控我們的神經系統與生理時鐘。在八月炎炎夏日的悠閒午後,不妨找個有冷氣的室內空間,在桌上放一杯咖啡,帶著輕鬆的心情坐下來閱讀 Investigator 的文章,認識這些奇妙的小生物與我們之間的互動吧!

 

人體的皮膚、口腔、呼吸道、生殖道等等地方都有共生菌的存在,統稱為「微生物相(microbiota)」,由人體身上約 100 兆的共生菌所組成,比人體全部的細胞整整多了十倍! 圖片來源:https://tinyurl.com/y9pa7c22

參考文獻:

  1. Eckburg, P. B. (2005). Diversity of the Human Intestinal Microbial Flora. Science, 308(5728), 1635-1638. doi:10.1126/science.1110591
  2. Qin, J., Li, R., Raes, J., Arumugam, M., Burgdorf, K. S., Manichanh, C., . . . Wang, J. (2010). A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature, 464(7285), 59-65. doi:10.1038/nature08821

撰文 | 劉至堯
修訂 | 林映希

About the author

Avatar

Investigator團隊

2013年,憑著一股對學術研究的熱忱,一群海內外學生與社會新鮮人成立了「The Investigator Taiwan 臺灣生物科學研發策進社群」。幾年來社群持續成長,到現在成員超過百名,背景橫跨基礎研究、臨床、產業各領域。我們透過經營平台、生醫報導與活動交流、協助媒合學習對象等多元面向,為臺灣的生醫領域創造了許多正面價值。