在生命科学的广阔天地中,肠道菌群研究因其对人体健康的重要影响而备受关注。广东省科学院微生物研究所谢黎炜教授已在这一领域孜孜钻研十余年之久。他与课题组通过坚持不懈的努力,从独特的研究视角揭示了肠道菌群与机体健康特别是代谢性疾病复杂关系的冰山一角,并力图通过成果的快速转化为人类健康事业贡献力量。下面就让我们跟随他的脚步,一起领略科研道路上的无限精彩。

近年来,我国城乡居民的肥胖、糖尿病、非酒精性肝病、血脂异常、心肺代谢等代谢性疾病的发病率越来越高。在这背后,饮食结构以及生活方式的改变导致肠道菌群谱的变化是重要危险因素。鉴于此,加强这一领域的研究对于发现新药和治疗方式,对于改善国民健康无疑具有重要意义。
谢黎炜教授介绍道,人体中肠道菌群的数目多达 1014 个,多样化的微生物群落与宿主形成了密不可分的共生关系,前者深度参与后者的调控基因表达、肠道屏障功能、营养、代谢和宿主整体免疫功能,其中,肠道菌群与代谢性疾病之间的关系已经成为研究热点之一。
谈及涉足肠道菌群的缘由时,谢黎炜教授透露,从事生命科学研究的种子其实在高中求学阶段就已埋下。彼时,参加中学生创新大赛的经历培养了他对生命科学的研究的浓厚兴趣。尽管由于高考发挥失常,谢黎炜的本科专业与生物学失之交臂,被调剂到自动化专业,但这并未抹杀他生命科学的热情。在此期间,他在学好自动化的同时,还大量阅读学习了生物学相关知识。
大四上学期,谢黎炜的努力终于有了收获,他收到了5所美国名校的录取通知书,经仔细考量选择其中的纽约州立大学布法罗分校攻读生物学学士学位。后续他还在佛罗里达大学食品营养系取得博士学位,并分别在密歇根大学和乔治亚大学开展博士后阶段的研究和工作。
谢黎炜教授在长达 10 年的海外留学生涯中,不仅取得丰硕成果,而且锻炼出对学科前沿发展动向的敏锐感知。2017 年,肠道菌群的发展方兴未艾,他基于此前的研究发现推测肠道菌群的代谢物可能参与到的机体生理和病理的调节,便在回国加入广东微生物研究所后,组建了肠道微生态与健康研究团队,瞄准肠道菌群,骨骼肌的生理代谢和脂肪的生理代谢等三个方向展开探索。

肠道菌群在维持人类健康的稳态方面发挥着关键作用,甚至被视为「第二基因组」。它与宿主间的共生关系从新生儿呱呱坠地时就已开始建立。研究发现,肠道菌群对人类健康至关重要,菌群保持稳态有助于改善代谢性疾病,而菌群失衡则会加剧机体的代谢紊乱,甚至形成恶性循环。
在回国后的 6 年半时间里,谢黎炜教授及其课题组逐渐将前述的三个研究方向,即肠道菌群与骨骼肌,肠道菌群与脂肪,以及骨骼肌与脂肪之间的调节和代谢关系融为一体,聚焦于基于肠道菌群的组织间相互调节,并从中收获了许多新颖发现。近 5 年,课题组已发表高水平研究性论文 40 余篇,他引超过 900 次,单篇最高超过 100 次。
2023 年,谢黎炜教授团队联合中国科学院亚热带农业生态研究所印遇龙院士团队在 SCIENCE CHINA-Life Sciences 期刊上发表了重要论文,首次报道了肠道菌群可通过丁酸信号通路调控骨骼肌卫星细胞稳态及肌肉功能。该研究发现可为骨骼肌衰老的早期预防和干预提供新的干预靶点和预警方案。
谢黎炜教授介绍道,这项研究围绕处于不同年龄段的小鼠和人群队列的数据,依托 RNA-seq、16S rRNA 和代谢组学等多组学数据的联合分析,发现肠道菌群来源的丁酸以及丁酸代谢同路可能参与调节衰老导致的肌卫星细胞自活化、数量的降低以及功能失常。
在我国,丁酸盐主要用于农业领域,而在西方一些国家,它已是某些营养补充剂的组成部分。谢黎炜教授表示,肠道菌群会产生非常多的代谢产物,如何利用这些物质来预防或治疗疾病,目前知之甚少。挖掘包括丁酸盐在内的肠道菌群代谢产物的治疗和保健价值,未来或是一个大有可为的方向。
值得一提的是,在谢黎炜教授课题组开展的多项研究中,安捷伦 Seahorse XF Pro 分析仪都扮演了亮眼角色。谢黎炜教授特别提到,在 2020 年,课题组与浙江大学王福俤教授合作开展的转铁蛋白受体调控脂肪细胞产热及细胞命运新机制的研究中,Seahorse XF Pro 分析仪提供的诸多细胞代谢相关数据,对于丰富脂肪组织生理的认识,挖掘肥胖治疗潜在靶点起到了重要的推动作用。