眾所周知，人類與寄居在人體內(nèi)的上萬億有益微生物維持著一種共生關(guān)系。這些被統(tǒng)稱為微生物群的生物體，幫助了人體消化食物、維持免疫系統(tǒng)、抵御病原體，以及其他更多的功能。有一份冗長且還在不斷增長的疾病清單與這些細(xì)菌菌群的組成改變或是多樣性有關(guān)，其中包括癌癥、糖尿病、肥胖、哮喘，甚至是自閉癥。

炎性腸病（IBD）是其中研究最透徹的，與有益細(xì)菌菌群組成改變相關(guān)的一種疾病。然而對(duì)于這種關(guān)系的特性以及維持它的機(jī)制還有待闡明。

現(xiàn)在，來自賓夕法尼亞大學(xué)Perelman醫(yī)學(xué)院的研究人員鑒別了一種分子，證實(shí)其似乎在這一過程中扮演了主要角色。

微生物學(xué)副教授David Artis及同事們?cè)凇蹲匀弧罚?SPAN lang=EN-US>Nature）雜志上報(bào)告稱，組蛋白脫乙酰基酶3（HDAC3）是維持適當(dāng)腸完整性的一個(gè)重要介質(zhì)，在存在友好細(xì)菌的情況下發(fā)揮功能。更重要的是，他們發(fā)現(xiàn)HDAC3和它控制的遺傳信號(hào)通路似乎維持了腸道微生物與宿主之間的一種健康平衡。

“在腸上皮細(xì)胞中HDAC3調(diào)控了共生細(xì)菌和哺乳動(dòng)物腸生理學(xué)之間的關(guān)系，”論文的第一作者、微生物學(xué)系教師Theresa Alenghat VMD博士說。

人類依賴于他們的同居微生物這幾乎不算什么新聞。大多數(shù)的正常人類生理都是由于我們與微生物之間的相互關(guān)聯(lián)所引起。

Alenghat、Artis和同事們想要解答的問題是：“是什么分子機(jī)制控制了這一關(guān)系，以及這種關(guān)系是如何出現(xiàn)錯(cuò)誤，并促成代謝及炎性疾病的？”

研究人員將焦點(diǎn)放在HDAC3上，HDAC3屬于一種響應(yīng)環(huán)境信號(hào)的酶家族。HDAC3酶自身可以修飾DNA，抑制基因表達(dá)，以往的研究已確定其具有各種炎癥和代謝功能。

Alenghat和同事們觀測(cè)了HDAC3在來自人類和小鼠正常與病變腸道中的表達(dá)，發(fā)現(xiàn)該酶正常表達(dá)于整個(gè)腸上皮，而在來自炎性腸病受試者的組織中HDAC3表達(dá)下降。

隨后研究小組開發(fā)了一種小鼠模型來模擬觀察的結(jié)果。他們構(gòu)建了腸上皮特異性缺失HDAC3的轉(zhuǎn)基因小鼠，證實(shí)這些動(dòng)物的腸上皮細(xì)胞中基因表達(dá)發(fā)生了改變。

這些小鼠也顯示出腸健康改變跡象。它們?nèi)笔б环N生成抗微生物肽的細(xì)胞——潘氏細(xì)胞（Paneth cell）。這些小鼠的腸相比正常滲透性增大，它們顯示慢性腸炎跡象，表現(xiàn)一些在IBD患者中觀察到的癥狀。

當(dāng)研究小組檢測(cè)寄居在突變小鼠腸中的微生物群多樣性時(shí)，發(fā)現(xiàn)它們不同于正常小鼠，一些細(xì)菌種類過多地存在于HDAC3缺陷小鼠中。“在腸道中敲除HDAC3之后，共生菌和它們的哺乳動(dòng)物宿主之間的關(guān)系發(fā)生了根本的改變，”Artis說。

但如果突變小鼠是在沒有細(xì)菌的條件下培育，它們的腸道癥狀很大程度上會(huì)消失，觀察到的許多基因表達(dá)上的差異也會(huì)消失。換句話說，HDAC3正在影響細(xì)菌菌群，細(xì)菌轉(zhuǎn)而影響了細(xì)胞的行為。

Artis說：“這表明了，HDAC3的腸道表達(dá)是哺乳動(dòng)物調(diào)控共生菌與正常、健康腸功能之間關(guān)系機(jī)制的一個(gè)重要組成部分。”

Alenghat說，這些研究結(jié)果表明了HDAC3在人類疾病中的作用，但這一關(guān)聯(lián)的確切特性仍有待進(jìn)一步闡明。是HDAC3酶還是它監(jiān)控的遺傳程序失調(diào)促成了人類IBD，是該研究小組當(dāng)前正在探討的一個(gè)問題。

“顯然還有許多的工作要做，但很明確的是，這一信號(hào)通路具有重要的意義，我們將繼續(xù)確定哺乳動(dòng)物與有益微生物共進(jìn)化的機(jī)制，”Artis說。