腸道微生物組是一個復(fù)雜的，相互關(guān)聯(lián)的物種生態(tài)系統(tǒng)。而且，像任何生態(tài)系統(tǒng)一樣，有些生物是捕食者，有些是獵物。由布里格姆婦女醫(yī)院和Wyss研究所的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究調(diào)查了噬菌體，即感染和殺死細(xì)菌的病毒的影響。

他們發(fā)現(xiàn)噬菌體可以對腸道微生物組的動態(tài)產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，不僅直接影響某些物種，而且還會對其他物種產(chǎn)生連鎖效應(yīng)。噬菌體也可能通過調(diào)節(jié)代謝物(包括大腦中發(fā)現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì))來影響其人體宿主。該團(tuán)隊(duì)包括作者Bryan Hsu博士和Wyss研究所的共同對應(yīng)資深作者Pamela Silver博士，以及馬薩諸塞州主機(jī) - 微生物中心主任Brigham和博士Lynn Bry博士。細(xì)胞宿主和微生物。

“我實(shí)驗(yàn)室的一個主要興趣是了解腸道微生物組動態(tài)的變化。噬菌體是微生物組的一個重要組成部分，但尚未進(jìn)行過多次研究，”共同對應(yīng)的資深作者Georg Gerber醫(yī)學(xué)博士表示。博士，公共衛(wèi)生碩士，馬薩諸塞州主機(jī) - 微生物中心的聯(lián)合主任，布里格姆病理學(xué)系計(jì)算病理學(xué)部主任。“有些人正在探索噬菌體治療，利用噬菌體殺死微生物，但噬菌體也在腸道中自然存在，與生態(tài)系統(tǒng)的其他部分共存。我們想知道他們在那里做了什么。”

為了解決這個問題，研究小組用一組確定的人類細(xì)菌物種定植了老鼠的腸道，然后添加了噬菌體，追蹤每種微生物的生長。利用高通量測序和計(jì)算分析，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)噬菌體引起了他們預(yù)期捕獲的物種的消耗，但對生態(tài)系統(tǒng)的其他部分(包括非目標(biāo)物種的大量繁殖)產(chǎn)生了波動效應(yīng)。

除了研究對微生物的影響外，研究小組還研究了代謝組的影響 - 這些化學(xué)物質(zhì)可能來自宿主和存在的細(xì)菌。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)他們用噬菌體調(diào)節(jié)微生物組時，他們可以看到代謝組的靶向變化，包括神經(jīng)遞質(zhì)水平和膽汁酸的變化。

“這一發(fā)現(xiàn)使我對后續(xù)工作著迷并提出了重要問題：我們可以使用噬菌體調(diào)節(jié)這些活動嗎?這可能是一種干預(yù)條件，例如抑郁癥，你想要改變神經(jīng)遞質(zhì)水平嗎?”格柏說。“即使它們不被用作直接治療藥物，我們的研究表明，噬菌體可能是了解改變微生物組的其他療法的潛在影響的良好工具。”

考慮到營養(yǎng)不良可能對代謝組和微生物組產(chǎn)生的深遠(yuǎn)影響，格柏及其同事對研究發(fā)展中國家噬菌體和營養(yǎng)不良的交叉點(diǎn)特別感興趣。

“我們希望我們的工作將提供一個指導(dǎo)未來調(diào)查的框架，以闡明噬菌體，微生物群和宿主健康與疾病之間的相互作用，”格柏說。