赵立平,微生物分子生态学与生态基因组学实验室主任,上海系统生物医学研究中心营养系统生物学实验室主任,上海交大-完美中国微生态健康联合研究中心主任。
他领导的团队是国际知名的微生物分子生态学研究小组,在复杂微生物群落结构分析技术和统计计算方法、结构与功能相关性等方面做了很多创新性工作,特别在肠道菌群与肥胖等代谢性疾病的关系研究中,提出“代谢性疾病的肠源性学说”,发现并验证了首例能够引起肥胖症的人体肠道细菌。
结构失调的肠道菌群可能是诱发慢性病的重要因素,这个观点叫“慢性病的肠源性学说”。人体内其实有两个基因组在影响人的健康,一个是先天遗传来的人的基因组,带有约2万多个基因,另一个是后天进入人体但终身与人相伴的所有共生微生物构成的“微生物组”,带有至少上百万个基因,相当于人的第二个基因组。第二基因组的基因容量是第一基因组的至少倍,可见其对人体健康的作用和影响是不可忽视的。赵教授研究组的工作表明,饮食是影响肠道菌群组成的最重要因素,不同的饮食结构,可以形成不同的菌群结构。无基因缺陷的动物,食用高脂食物后就可以患肥胖症和早期糖尿病,这是因为,长期食用高脂肪、低纤维的食物,可以造成肠道菌群结构失调,增加进入血液的*素的量,诱发慢性炎症,从而导致肥胖、糖尿病、冠心病等慢性病的发生。为了更深入地理解肠道菌群与健康的关系,找到与慢性病直接相关的细菌,需要对肠道菌群携带的基因进行精细的测序。通过与菌群的代表性菌株的参考基因组序列进行对比,可以快速而准确地知道哪个片段来自哪个细菌,也可以知道其可能的功能。5月21日出版的《科学》杂志,报道了个来自人体的共生细菌的基因组的序列,成果来自美国国立卫生研究院(NIH)的人体微生物组路线图计划资助的项目。这个工作,为人体微生物组的参考基因组制定了统一的标准,而且所有数据都对公众是开放的。
由于很多肠道菌是不能分离培养的,很难获得它们的参考基因组。赵教授在文章中提出,依托上海交通大学“系统生物医学科技创新平台”建立的“功能元基因组”技术为解决这个问题提供了途径。他们与帝国理工医学院等单位合作,建立了通过测定尿液代谢物的组成变化和肠道菌群结构变化的关系,来判断哪一种细菌可能影响人体的哪一部分代谢的方法,就有可能将具有重要功能的细菌鉴定出来。然后再设法通过单细胞分离和全基因组扩增获得其参考基因组序列。整个过程不需要分离培养细菌,可以突破培养技术的瓶颈,获得更多重要细菌的参考基因组序列。
在《自然》评论中,赵立平教授以我国自主创新建立的“人体系统生物学”作为技术框架,以“慢性病的肠源性学说”为理论框架,对目前的国际人类元基因组研究进展做了评述。在最后,赵立平教授呼吁国际学术界开展多学科交叉研究,特别是基因组专家与微生物专家要密切合作,力求在慢性病的病因学和早期预防技术研究方面取得实质性突破,以遏制慢性病在全球的蔓延趋势。近年来,慢病严重威胁人们的健康。肠道菌群和功能失调是其发生的重要因素之一。高脂血症、糖尿病、高血压、心脑血管病、肿瘤、骨质疏松症、自身免疫性疾病都与肠道菌群失调有关。疲劳、失眠、精神抑郁、关节肿痛、面部色斑、腹胀腹痛、便秘腹泻也很多源自肠道内的菌群失衡。预览时标签不可点收录于话题#个上一篇下一篇