根據美國加州大學舊金山分校（UCSF）科學家一項最新研究表明，一個人腸道菌群所含細菌種類丰度的決定因素中，基因雖然很重要，但是飲食更為重要。這項小鼠研究探討了這種先天和後天的平衡，相關研究結果發表在2014年12月18日的Cell Host and Microbe雜誌。
腸道細菌的數量大大超過了我們自己的細胞，在我們一生當中，通常居住於我們體內的微生物物種，可通過影響我們的新陳代謝、甚至行為，進而影響著我們的健康。
但是，腸道菌群的組成在個體之間的變化很大，並會隨時間而改變。到現在為止，我們一直不清楚的是，這些變化是否更多的是由一個人不變的遺傳背景差異所驅動，還是受不同飲食和其他環境因素的影響。
本文第一作者、UCSF微生物學和免疫學副教授Peter Turnbaugh指出：“在健康成年人體內，相同的微生物菌株和物種可以在腸道內定植很多年，而每一成員的相對丰度――換句話說是群落結構，卻是高度動態的。”
可塑的微生物組
Turnbaugh說：“這些新的研究結果強調，不同於哺乳動物基因組――它們相對恆定，構成腸道菌群的微生物基因組則相對是可塑的。”
根據Turnbaugh介紹，這為腸道菌群不健康的群體治療帶來了希望。
Turnbaugh這樣說道：“或許有一天我們可以設計某種飲食，形成有益於治療的腸道基因組。好訊息是，響應一種給定飲食的微生物，可能對於許多人的微生物群落都是相似的，這表明我們可能不需要為每一個人量身制定不同的干預措施。“
Turnbaugh的研究小組發現，使小鼠轉變為高血糖、高脂飲食，可在三天時間內，以一種不依賴於個體小鼠之間遺傳差異的可重複方式，可使腸道微生物群落丰度重塑到一種新的、穩定的組成。
這些發現，與Turnbaugh及其同事最近進行的一項人類研究一致，在這項研究中，當10名參與者食用純素食或動物為主的飲食時，腸道微生物快速並可重複的改變。那項研究表明，飲食變化，可在幾天內對腸道菌群發揮強大的作用。但是這項新研究――根據來自於數百隻具有明確遺傳背景的小鼠的資料――表明，飲食可在幾天到幾個月的時間內勝過宿主的遺傳變異。
菌群隨飲食變化而迅速改變
當Turnbaugh與Jeffrey Gordon一起在華盛頓大學進行他的畢業論文研究時，他就開始強烈懷疑，飲食可能是改變腸道菌群最重要的因素。Turnbaugh觀察到，基因完全相同的雙胞胎，腸道微生物並不比異卵雙胞胎（他們只共有一半的基因）更相似。
在這項新研究中，Turnbaugh的實驗小組，選取了5只小鼠，它們來自於5組不同的近交系小鼠，每種近交系小鼠在遺傳上都是相同的。此外，他們還研究了4個株系的小鼠，它們缺乏免疫和肥胖相關的基因。還增加了200多隻“遠交”系小鼠――繁殖產生的後代具有豐富的、不難發現的遺傳多樣性。
研究人員給小鼠喂飼不同的飼料，在高脂肪、高糖飲食（包含14.8％的蛋白質、44.6％的脂肪和40.6％的碳水化合物）和低脂肪、植物膳食（包含22.2％的蛋白質、16％的脂肪和61.7％的碳水化合物）之間變換。
不管什麼遺傳背景的小鼠，糞便分析顯示，高脂肪、高糖飲食可增加厚壁菌門成員的丰度，而擬桿菌門成員的丰度則降低。
Turnbaugh說：“在過去我們已經證明，響應高脂肪、高糖飲食的腸道菌群改變，可導致肥胖，我們一直非常感興趣的是，這些生物的代謝活動是如何受飲食影響的。”
“微生物群落的變化是直接來自於胃腸道內的營養環境變化？還是間接由於改變的飲食對寄主生理學的影響（這種影響在基因型之間是一致的）？仍然是未來研究的一個迷人領域。”
另一個令人驚訝的發現是，當研究人員將小鼠恢復到原來的飲食之後，微生物丰度的變化在很大程度上被逆轉――但不完全。腸道微生物受過去飲食印記以及目前飲食的影響。
Turnbaugh說：“重複的飲食改變表明，大多數腸道菌群變化是可逆的。但是我們也發現一些細菌物種，其丰度取決於先前的飲食印記。”
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