Cell：太 "宅" 的小鼠抵抗力差，移植腸道菌群可提高抗病力

近日，頂尖學術期刊《細胞》上刊登了一項研究?？茖W家們發現，在接受野生小鼠的腸道細菌后，實驗室小鼠的抗病能力有了顯著提高！它們不但在感染致命流感病毒后得以存活，并且能更好地抗擊結直腸癌。這項研究也讓火熱的微生物組領域持續升溫。

野生小鼠的腸道細菌的免疫學益處可能部分地解釋了疾病研究中的持續性問題：為什么在實驗室小鼠中進行的疾病實驗，如疫苗研究，當轉化到人類或其他動物中時結果變動非常大。

該文的資深作者，美國 NIH 糖尿病和消化和腎臟疾病研究所（NIDDK）肝臟疾病方向免疫科主任 Barbara Rehermann 博士說，“我們認為，通過恢復實驗室小鼠的天然微生物身份，我們將能改進人類復雜疾病的建?！?。

本文第一作者，NIDDK 博士后研究員 Stephan Rosshart 博士說：“天然的微生物群落將有助于我們發現自然界相關的保護機制，而這在實驗動物中是缺乏的?！?/span>

包括人類在內的哺乳動物的生活依賴于寄生在他們身上的微生物群落。進化塑造了每個動物的微生物群落，留下那些能夠幫助動物在其環境和疾病中生存的微生物。但是實驗室里的小鼠卻與那些從地下室或田里隨機抓的老鼠不同。

實驗室小鼠在嚴格控制的條件下繁殖和被喂養長大，這能保證每只小鼠具有可預測的性狀和遺傳學背景。這在基礎生物學研究方面是一個很大的優勢。但是，這也意味著人為創造出的受控環境而不是外界的生存壓力，塑造了實驗室小鼠的微生物群落。

Rosshart 博士說：“實驗室小鼠雖然對于了解基本的生物學而言至關重要，但是作為模型，其預測人體和其他哺乳動物復雜疾病反應的效果是有限的。

所以，研究人員試圖讓實驗室老鼠得回自己失去的東西：自然共同進化的野生小鼠的腸道微生物菌群。研究人員從馬里蘭州和哥倫比亞特區的八個地點捕獲了 800 多只野生小鼠，以尋找適合的健康腸道微生物菌群的供體。

然后他們測試了多個來源的野生小鼠（Mus musculus domesticus）的腸微生物菌群基因組，并與實驗室常用小鼠品系 C57BL / 6 對比。他們證實，C57BL / 6 小鼠與野生小鼠具有不同的腸道微生物。

然后，研究人員將野生小鼠的微生物菌群移植入懷孕的無菌 C57BL / 6 小鼠中（WildR）。無菌小鼠在無菌環境中培養，沒有自己的微生物。作為對照組，研究人員還將常規實驗室 C57BL / 6 小鼠的微生物菌群移植到另一組懷孕的無菌 C57BL / 6 小鼠中（LabR）。四代后，這些小鼠仍攜帶從他們的前輩傳下來的野生小鼠的微生物菌群或受控實驗室小鼠品系的微生物菌群。

當暴露于高劑量的流感病毒時，92%的具有野生微生物菌群的實驗室小鼠存活了下來，而對照組中只有 17%的實驗室小鼠存活。在另一組實驗中，具有野生微生物菌群的實驗室小鼠在被誘導結腸直腸腫瘤后有更好的康復結果，而對照小鼠中則產生了更多的腫瘤和更嚴重的疾病。野生微生物菌群的有益作用與兩種模型中的炎癥減輕有關。

研究人員指出，需要更多的工作和評估來進一步確定結果，他們希望改進和擴展在實驗室小鼠中使用天然微生物的方法。

Rehermann 博士說：“我們計劃通過平行比較身體各部位的微生物菌群的各個組成部分，例如病毒和真菌等，來創建天然微生物菌群的完整微生物指紋圖譜并研究其潛在的跨生物界相互作用?！?/span>

也許有一天，這項發現能帶來更準確的疾病模型，或是帶來提高免疫力的微生物療法。

參考資料：

[1] Gut bacteria from wild mice boost health in lab mice

[2] Wild Mouse Gut Microbiota Promotes Host Fitness and Improves Disease Resistance (Cell)