肠道菌群和宿主代谢物组分析平台的构建及在肾毒性研究中的应用

地区:上海市 宝山区

关键词:上海交通大学附属第六人民医院

成果类型:其它

成果领域:生物与新医药

成果编号:A2021061000001321

成果描述:

肠道菌群和宿主之间存在复杂的共代谢和频繁的代谢交换。菌群结构的变化受来自宿主基因、外界环境的调节,宿主代谢的改变也伴随着菌群组成的变化。2008年贾伟教授针对肠道菌群与宿主之间“共代谢”在人体营养、健康、疾病中的重要性,在国际著名学术期刊《自然-药物发现评论》(Nature Reviews Drug Discovery, 2008)上发表“肠道菌群—潜在的药物治疗靶标”的前瞻性综述,从系统生物学的角度阐释了肠道微生态系统作为潜在的药物治疗靶点的新科学思想。国际顶级期刊《自然》、《科学》等引用该文说明肠道菌群在营养、药物、疾病干预中的重要性。在专门针对肠道菌群的研究中,尚缺乏对宿主代谢产生关键作用的肠道细菌种类进行准确鉴定的方法,而对关键细菌的代谢功能机制的研究更是在初步的探究过程中。研究团队利用色谱-质谱联用技术,构建通过肠道菌群和宿主代谢物刻画肠道菌代谢和功能改变的新检测平台,对肠道菌群与宿主之间的交互结果进行实时、客观、动态、整体性的监测和评价,为揭示机体生理病理条件下的特征代谢模式,考察和评价由肠道菌直接参与或间接参与所引发的相关疾病特征及发病机制研究提供新的技术方法支撑。对2008年中国爆发的婴幼儿“毒奶粉”事件,研究团队采用所建立的肠道菌群和宿主代谢物组分析平台,通过对肾毒性代谢轮廓的变化规律研究,发现肠道细菌代谢物在肾毒性过程中显著变化,一些肠道细菌可以代谢三聚氰胺,并创新性的提出导致肾毒性的根本原因是三聚氰胺在体内经生物转化生成三聚氰酸,且证实三聚氰酸的产生是在肠道细菌—克雷伯氏菌属(Klebsiella)作用下完成的。当三聚氰胺和三聚氰酸结合进入血液后,在肾小管中与尿酸结合形成不溶性大分子复合物,堵塞肾小管,导致肾毒性的发生。这一突破性的研究结果2013年发表于国际著名期刊《科学-转化医学》(Science Translational Medicine, 2013),得到国际同行的高度评价和认可。2013年2月《自然》期刊将该研究列入研究热点,研究成果被《科学》收入2013年世界十大科技突破之一“Yourmicrobes, your health”中所列举的四个典型研究案例之首。2005年研究团队率先在国内利用系统生物学策略开展医学代谢组学研究,首次用代谢组学的方法对中医证候—肾虚进行代谢网络变化的分析,发现代谢谱的改变伴随着肠道细菌代谢物的明显紊乱。对含有马兜铃酸的植物减肥药发生肾毒性、肾纤维化反应而引发的对中药肾毒性研究热点,在马兜铃所致肾毒性的研究中首次发现毒性产生过程,肠道菌代谢物水平显著改变。对雷公藤所致的大鼠肾急性肾毒性的研究也表明肠道菌群的紊乱与毒性的发生有直接关系,肠道菌代谢产物发生明显变化。该项目的新学术思想和新研究模对学科发展起到了开创和引领作用。8篇代表性研究论文总影响因子为68.338,总引用次数为588次,SCI他引次数为500次,单篇引用次数最高为156次。其它重要论文总影响因子为44.703,总引用次数为306次,SCI他引206次。
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