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在過(guò)去的五年中，MSU博士候選人Michael Coryell與他的顧問(wèn)Seth Walk和委員會(huì)成員Timothy McDermott一起研究人類腸道微生物群在攝入砷后如何影響砷�，F(xiàn)在，Coryell于12月21日以主要作者的身份在Nature Communications上發(fā)表了一篇論文，該論文詳細(xì)介紹了他對(duì)腸道微生物組如何對(duì)全面防止急性砷中毒至關(guān)重要的研究結(jié)果。
在過(guò)去20年中，聯(lián)邦有毒物質(zhì)和疾病登記處列出的毒性最強(qiáng)的化學(xué)品名單中，砷是最重要的，因?yàn)榧词故锹缘退揭部赡茉谝院蟮纳钪袑?dǎo)致癌癥或心血管疾病。
Coryell是微生物學(xué)和免疫學(xué)的博士候選人，也是密歇根州立大學(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)院和文學(xué)與科學(xué)學(xué)院分子生物科學(xué)項(xiàng)目的研究員。他表示，他希望他的工作將有助于開(kāi)發(fā)以益生菌和微生物群為重點(diǎn)的，減輕砷中毒的風(fēng)險(xiǎn)的治療方法。
“微生物組研究人員面臨的下一個(gè)重大挑戰(zhàn)之一就是將這樣的實(shí)驗(yàn)室研究結(jié)果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)世界的解決方案，”Coryell說(shuō)，他在2016年獲得了美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院頒發(fā)的Ruth L. Kirschstein個(gè)人預(yù)測(cè)國(guó)家研究服務(wù)獎(jiǎng)。
過(guò)去的研究表明，環(huán)境中的微生物可以生物化學(xué)轉(zhuǎn)化土壤或巖石中的天然存在的砷 - 無(wú)論是毒性更低還是毒性更大 - 這是密歇根州立大學(xué)農(nóng)業(yè)學(xué)院土地資源和環(huán)境科學(xué)系麥克德莫特研究（McDermott researches）的課題。
MSU微生物學(xué)和免疫學(xué)系的副教授，該論文的高級(jí)作者Walk說(shuō)，研究人員不太了解的是人體腸道中的微生物在砷吸收到體內(nèi)之前對(duì)砷的影響。
“影響疾病的因素有很多 - 一個(gè)人的環(huán)境，飲食，遺傳 - 但我們只能通過(guò)觀察不同飲食或飲用不同水源的人的不同基因型來(lái)評(píng)估人類研究中的一些內(nèi)容，”Walk說(shuō)。
Coryell使用實(shí)驗(yàn)室小鼠創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)控制來(lái)理清變量的影響。他發(fā)現(xiàn)抗生素破壞了腸道微生物組，使更多的砷在組織中積聚，而不是排泄出去。
“這是一個(gè)有趣的發(fā)現(xiàn)，因?yàn)樗砻鞅M管腸道中存在一些微生物活動(dòng)，但小鼠在剔除砷方面效果不佳，并且可能將更多的砷帶入其系統(tǒng)并在其組織中積聚更多，“Coryell說(shuō)。
Coryell說(shuō)，沒(méi)有任何微生物飼養(yǎng)的小鼠同樣受到影響。但是當(dāng)引入人類微生物組的生物時(shí)，它們具有保護(hù)作用。
“這是一個(gè)很大的進(jìn)步，”Walk說(shuō)，“因?yàn)槲覀兡軌蚩吹綗o(wú)菌的老鼠在接受我們想要測(cè)試的不同人的微生物群后，根據(jù)老鼠得到的微生物群，他們受到了不同程度的保護(hù)。“
Walk說(shuō)，這些結(jié)果表明，某些人的微生物組可能比其他人更具保護(hù)性，并且可能會(huì)回答這樣的問(wèn)題：為什么一些飲用砷的共用水源的人會(huì)在以后的生活中發(fā)展疾病而其他人卻沒(méi)有。
“這個(gè)想法確實(shí)沒(méi)有納入任何流行病學(xué)研究或模型，”Walk說(shuō)。“人們正在進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域，但我們的數(shù)據(jù)非常明確地表明微生物群及其組成都很重要。
“因此，為了預(yù)測(cè)某些人患病的可能性，我們需要考慮微生物群以及它的保護(hù)程度，”他說(shuō)。“這些結(jié)果有助于我們建立這個(gè)基礎(chǔ)。”
更好地了解微生物組如何防止像砷這樣的毒素可以使社區(qū)或村莊受益，特別是在更換水源并不總是切實(shí)可行或不可能的時(shí)候，Walk說(shuō)。
“微生物群研究正在轉(zhuǎn)向以微生物群為重點(diǎn)的療法，因?yàn)槲覀冎浪谄渲邪l(fā)揮作用，清潔食物和水是蒙大拿州和世界各地的一個(gè)重要話題，”他說(shuō)。
