到底是遗传还是环境决定着我们的肠道微生物？新论文给出新的答案

一项研究指出，比较于环境，遗传更能塑造我们的肠道微生物体，母体微生物组和环境似乎都不会永久改变动物中的微生物。这与之前的研究又出现了矛盾。

　　

生物通报道：在一项最新研究中，以色列理工大学的微生物学家Hila Korach-Rechtman发现遗传对小鼠微生物组的影响远远超过瞬时环境的影响，这一结果与之前人体的研究相矛盾，人体研究指出环境因素比遗传学更具影响力，这些深入分析增加了我们对肠道细菌群的了解。

这一研究发现公布在Applied and Environmental Microbiology杂志上。

Korach-Rechtman最开始着手识别小鼠体内的微生物，这些微生物是在通过环境引入后成为肠道中的固定生物的。 “我们希望找到这些可以转移并保留在宿主体内的细菌，即使它们具有不同的遗传特征，”她说。

但是结果这一研究组发现环境因素只会产生暂时的影响，就像益生菌补充剂一样，只有摄入的时候才会在肠道内出现。

研究人员分析了两种不同的实验室小鼠品系：C57BL/6J 和 BALB/c的微生物组，得到了这一意想不到的结果。他们分别通过黑色和白色皮毛的小鼠培养出两组基因相似的灰色后代，一些是黑色妈妈和白色爸爸，另一些则是白色妈妈和黑色爸爸。然后，研究人员将第二代小鼠的肠道微生物组成相互比较，并与近交的C57BL/6J 和 BALB/c小鼠进行比较，观察微生物群是否与其亲本的微生物或其同源杂种更好地结合。

“令我们惊讶的是，我们看到母体效应并不存在，”Korach-Rechtman说，“我们发现了三种不同的微生物模式：一种黑色，一种白色，一种灰色，每种都与其重合菌株的遗传特征相匹配。 由此我们得出的结论是，每个遗传系都有自己的细菌特征。”

Korach-Rechtman及其同事希望通过将黑白小鼠置于同一环境中来“挑战遗传学”。他们将将微生物从一个小鼠品系的肠道转移到另一个肠道。通过超过10周的同居，小鼠们的微生物组开始相似。但是一旦小鼠被分离并与相同遗传系的小鼠一起饲养，它们就会恢复其原始的微生物组成，更好地匹配具有相同遗传背景的小鼠。

研究人员确定了12种细菌分类群，尤其能显示出基因控制的肠道持久性。他们跨世代追踪这些分类群，看看哪些分类通过显性遗传或隐性遗传传承下来。

“这些微生物的水平与BALB 或 B/6相匹配，因此如果肠道微生物的丰度与亲本菌株相匹配，BALB 或 B/6等位基因似乎占主导地位，”康奈尔大学遗传学家和计算生物学家Angela Poole（未参与这项研究）说。

而Weizmann科学研究所的计算机科学家和计算生物学家Eran Segal（未参与这项研究）也表示，尽管这项研究具有实验新颖性，但研究结果“可能无法在小鼠环境中得到广泛的结论”，Segal层根据1,046名以色列成年人的研究以及对相关个人的进一步研究，确定只有约1.9-8.1％的人类微生物组是可遗传的。

他认为小鼠研究中出现的12个分类群代表了未知百分比的微生物组，因此无法捕获其成分可能由遗传学控制的程度。目前还不清楚每只小鼠的微生物组有多少可以通过粪便转移。他建议完全“反转”同居实验会很有意思。

“例如，如果他们将遗传相同的小鼠带到非常不同的环境中，会发生什么？如果许多分类群在这样的环境中不同，那么结论将是环境占主导地位，这可以模拟人类的情况，我们每个人都有一个独特的环境。”

总的来说，科学家们认识到遗传和环境都会塑造肠道微生物组，无论它们属于哪个“阵营”。

“遗传是影响肠道微生物组成的一个重要因素，”Poole说，但必须同样承认环境因素，如饮食的作用，从而了解这些微生物种群如何产生和变化。 “所有这些变量都非常重要。”

（生物通：万纹）

原文标题：

H. Korach-Rechtman et al., “Murine genetic background has a stronger Impact on the composition of the gut microbiota than maternal inoculation or exposure to unlike exogenous microbiota,” doi:10.1128/AEM.00826-19, Appl Environ Microb, 2019.