分子地图为更好的食物选择指明方向

“肠道健康”正成为美食家和营养师们越来越关注的热门话题,这是有充分理由的。我们肠道中生活着数万亿的微生物和细菌,这些微生物和细菌与健康和疾病的众多方面都有关系。耶鲁大学微生物科学研究所的学者们在朝着为个体肠道健康需求量身定制的证据驱动个性化营养方向迈出了重要一步。Andrew Goodman的实验室绘制出了第一张系统性地图,展示了某些食物中的分子如何与我们独特的肠道细菌互动。

他们的研究成果发表在《细胞》杂志上。基于之前关于药物和肠道细菌的研究,这些科学家试图理解为何不同的人对相同的食物有不同的反应。“我们知道饮食是我们健康的重要组成部分,并且对我们的微生物组产生影响,”Goodman实验室前博士后研究员及该研究的第一作者Elizabeth Culp解释道。尽管大量研究描述了像纤维这样的“宏营养素”

对我们的肠道微生物组的影响,但对于食物中其他小分子成分如何引发健康问题,人们知之甚少。“除了科学文献中的少数例子外,关于人们可以进行哪些饮食改变来帮助管理疾病(如糖尿病或癌症)的风险因素的证据仍然稀缺,”Culp说道。“这可能是因为我们的微生物组对食物中相同的分子反应不同。”学者们设计了一张我们食物中的小分子与肠道中不同细菌之间相互作用的系统性地图。

这项工作是首先描述对饮食化合物进行代谢转化的特定微生物基因及饮食化合物如何改变我们微生物组机制的研究之一。使用耶鲁西校分析核心的液相色谱-质谱仪,科学家们将不同的分子与肠道细菌结合,以创建生长模型和大约150种饮食“外源生物”化合物的地图。借助耶鲁基因组分析中心的测序,研究团队得以测量人类肠道社区构成的变化程度。“我们对这种变化的程度感到惊讶,”

Goodman说道,他是C.N.H. Long教授、微生物病原机制学主席及微生物科学研究所(MSI)主任。“相同的饮食化合物可能会显著重塑个别人的肠道微生物群,而对其他人的微生物组几乎没有影响。”这张分子地图提供了一种机制,以解释不同人之间的这些变化反应,展示了某一饮食化合物如何影响肠道微生物的生长,以及这种化合物如何被微生物群体代谢改变。

预测个人对某食物的反应——以及最终如何影响健康——仍然困难。但这些发现提供了一个基础,以理解不同人之间代谢反应如何变化,以及这些差异如何塑造我们的肠道中“好”或“坏”细菌的生长。“如果我们能够弄清楚决定微生物群对我们食物中的某一分子反应的具体微生物基因,以及这些基因在不同人微生物群中的差异,那么与癌症、糖尿病或胃肠道感染等疾病的关联就可以开始被理解,”

目前在波士顿帝国治疗公司担任科学家的Culp总结道。“这是朝着创建定制饮食建议作为个性化营养策略部分迈出的第一步。”