為了了解這些“神秘”的配體，Rockefeller 大學小分子基因編碼研究室主任 Sean Brady 領導了 Rockefeller 大學和西奈山 Icahn 醫學院的科研人員進行了相關研究，具體內容于 8 月 30 日發表在 Nature 期刊，題為“Commensal Bacteria Make GPCR Ligands That Mimic Human Signalling Molecules”。

在這篇文章中，研究者描述了他們新發現：人體微生物與正常細胞在人體中信號傳導的具有相似性，這些相似性是可以給我們帶來新的思路：若能對腸道菌群進行基因編輯，這對于疾病的治療將會大有裨益。

一鎖多鑰的人體語言腸道細菌和人體正常細胞所共享的語言（配體）與相對應的受體之間的關系，按照通俗的理解就好比是鑰匙和鎖的關系：

這些配體與人體細胞細胞膜上的受體相互結合，并產生獨特的生理作用。Brady 博士在他的研究中發現：腸道微生物和人體正常細胞的表達可能不是同一種語言，但是它們卻可以理解彼此想要表達的意思。研究發現：腸道細菌分泌產生的分子能模仿人體自身產生的配體結合至 GPCR。

就我們目前所掌握的知識可以得知，許多 GPCR 均涉及代謝疾病，Brady 博士強調，這些受體通常也是藥物研發所選用的靶點，它們位于胃腸道中，而這些地方恰巧也是胃腸道細菌存在的地方。

通過進一步的探索，研究人員發現胃腸道細菌富集 N - �；�酰胺合成酶相關基因，這些基因編碼的脂質通過與 GPCR 相互作用，起到調節胃腸道生理的作用，而后他們采用了生物信息學和合成生物學的方法，對 N - �；�酰胺類化合物進行了深入的研究，這些化合物被證明的確與 GPCR 受體之間發生了相互作用。

文章作者表示強調：“雖然仍需要更多的研究來確認腸道微生物所分泌的分子在人體生理中所發揮的作用，但老鼠和細胞的模型研究共同證明：人體共生菌分泌的 GPR119 受體激動劑在調節激素和血糖上與人體自身分泌的配體效果相當。”

基因編輯用于腸道菌群

在此結果的基礎上，研究人員設計出一種方法將腸道細菌進行基因編輯，讓這些細菌產生調節人體新陳代謝治療相關疾病的分子。

在一項小鼠的驗證研究中，研究者在這些小鼠的體內植入基因編輯過的腸道菌群，這些小鼠出現了血糖水平降低和其它的顯著的代謝變化。Brady 博士領導的研究團隊對腸道細菌進行基因編輯，讓這些細菌可以產生結合至特定受體——GPR 119 的 N - �；�酰胺類化合物。

已知這些受體涉及血糖和食欲的調節并可以被用作糖尿病和肥胖的治療靶點，研究人員在實驗室利用腸道細菌創造了一種與人體配體結構*為相似的配體。盡管這些配體是非人微生物產生的，但是 Brady 博士認為，把這些實驗室細菌產生的配體看作是“異種物質”的觀念是錯誤的。

他評論道：“在過去 20 年間，這一研究領域的觀念轉變在于我們認識到這些細菌與我們的關系并不是敵對的，它們是人體的一部分，我們所要做的就是進一步深入挖掘其中機制并想辦法為我們所用。”

易于掌控的腸道微生物

編輯細菌基因用于疾病治療的優勢在于：這些腸道細菌的的基因比人類基因更容易操控，且我們已經對這些細菌的基因充分掌握。

合作研究者 Cohen 博士花了整整 5 年的時間參與 Brady 博士的臨床研究計劃，他強調：我們人體內所有的細菌基因先前都已經被完整的測序過。Brady 博士表示：“我們希望對腸道細菌分泌的信號分子進行大規模功能性的審查，而這項研究僅僅是其中步。”同時他認為人體微生物組基因療法對于人體健康的改善前景可觀。