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腸道微生物調節機體對心血管藥物的反應

發布日期:2022-11-03 瀏覽次數:955

心血管疾?。–VD)仍然是全球范圍內主要的死亡原因。腸道菌群的改變與動脈粥樣硬化,血脂異常,高血壓和心力衰竭有關。微生物群具有代謝藥物的能力,這引起了藥物藥代動力學和藥效學改變或形成有毒代謝物,從而干擾藥物的反應。早期有證據表明,腸道微生物組可調節對機體對他汀類藥物和降壓藥物的反應。因此,腸道微生物組對心血管疾病風險和異生物素代謝的影響研究正在成為一個新的研究熱點。2019年9月,Sony Tuteja和Jane F. Ferguson發表在《Circulation: Genomic and Precision Medicine》雜志上的文章《Gut Microbiome and Response to Cardiovascular Drugs》中,重點介紹了腸道微生物組促進藥物生物轉化并影響藥理功效的機制。這篇文章能夠使我們更好地了解腸道微生物組、宿主因素和對藥物的反應之間的復雜相互作用,這對于未來開發靶向CVD的新型精準療法至關重要。

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 越來越多的證據表明腸道微生物組的活性和組成與健康和疾病有關。人體中存在著數以萬億計的微生物,這些微生物統稱為微生物組。這些微生物群共同擁有的基因數量是人類基因組編碼基因的數百倍。腸道微生物組是一個復雜的群落,其能夠影響宿主代謝功能,例如:加工營養物和調節免疫系統,這些對于維持宿主生理健康都是不可或缺的。
腸道微生物組組成的改變與肥胖、糖尿病、CVD(動脈粥樣硬化、血脂異常、高血壓、心力衰竭)等多種人類疾病的發病機制有關。腸道菌群可以通過產生生物活性物質(例如:多肽、抗生素、氨基酸、膽汁酸等)來影響宿主功能。曾報道,源于腸道的代謝產物(例如:短鏈脂肪酸和膽汁酸)與CVD相關。最近發現,三甲胺-N-氧化物(TMAO),一種通過腸道微生物組的作用從飲食中的膽堿和肉堿衍生的代謝產物,是導致CVD風險的原因之一。此外,腸內微生物群會影響異種藥物的代謝進而影響藥物活性。另一方面,微生物組衍生的代謝物也可能通過干擾藥物的藥代動力學和藥效動力學而影響藥物反應。

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腸道微生物影響藥物反應的機制

A. 腸道菌群產生的酶可以通過干擾藥物藥代動力學的生化反應(乙?;?,β-葡萄糖醛酸化,去結合,二羥基化,脫硝,水解,還原等),直接代謝藥物。 這些反應可以生物轉化藥物以激活代謝物、使化合物失活、或導致有毒代謝產物的形成。B. 腸道微生物群可以通過產生微生物代謝產物,間接影響對藥物的反應,這些代謝產物可以與宿主運輸或排毒系統競爭,影響宿主受體信號傳導途徑,并改變宿主的基因表達。對于膽汁排泄的藥物,還存在微生物與藥物相互作用的其他途徑。

高通量測序技術的進步,例如:16S擴增子測序或shotgun宏基因組學,使得我們無需培養即可鑒定與人類相關的微生物,這為我們研究微生物組提供了極大的便利。結合代謝組學和其他組學分析,以及功能性研究,將使我們能夠確定腸道微生物組與宿主相互作用以調節藥物代謝和反應的機制。目前,我們對微生物-宿主相互作用及其對CVD和藥物反應的影響仍未完全了解。我們還需要全面的深度表型研究,以了解宿主、微生物組和藥物之間的方向性和復雜關系。另一方面,我們仍然需要進行良好控制的臨床研究,以調查微生物組組成差異對疾病治療結果的影響。總之,對腸道微生物組導致CVD風險和藥物反應的分子機制的深入了解,將使我們能夠改善CVD患者的預后,并朝著微生物組信息化方向發展。


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