報導 / 吳培安、李林璦
 
今(16)日，圖爾思生技攜手中央研究院、臺大醫院舉辦第五屆「亞洲微生物體趨勢論壇」。論壇四以「多體學技術應用」為主軸，邀請財團法人食品工業發展研究所生物資源保存及研究中心(BCRC)黃建勳研究員、國家實驗動物中心莊曉莉副研究員、中興大學食品暨應用生物科技學系及永續農業創新發展中心蔣恩沛教授，分享在微生物體之多體學技術觀點，以及如何應用到現有的研究領域中。
 
*培養體學(culturomics)、專利佈局為微生物體學未來發展基礎
 
黃建勳表示，多體學進展成為腸道微生物研究的必要工具，但最為關鍵的還是培養體學基礎，因為現有的腸道菌中僅有30%能夠培養或分類鑑定；此外，許多種類的細菌分類鑑定不夠嚴謹，導致後續的鑑種出現問題，未來應除了傳統微生物體的鑑別方式，也要加入基因體分析。
 
黃建勳表示， BCRC在培養體技術累積了四十年經驗，其宗旨是以生物資訊銀行模式，促進生物經濟發展。他也表示，目前BCRC在無標靶(non-targeted)絕對厭氧腸道菌培養體實務經驗上，已經分離出100~150種細菌，也發現了十餘個新菌種。
 
他也舉國際研究熱門益生菌Akkermansia muciniphila (縮寫為Akk菌)為例，據研究指出其在肥胖、糖尿病、腸炎等超過60種疾病皆有助益，但分離株非常稀有，且專利基本上都被鎖死。因此，掌握關鍵菌株、完成專利佈局，將成為未來微生物體學開發的重點。
 
黃建勳表示，目前臺灣也有科技部研究計畫，針對健康人群腸道Akk菌進行分析。該研究結果指出臺灣很可能有兩個Akk菌的新種存在。

 
*ALDH2基因缺陷造成非酒精性脂肪肝、胰島素阻抗與腸道菌相有關
 
國家實驗動物中心副研究員莊曉莉表示，人喝酒會臉紅的現象在研究上發現，其為乙醛脫氫酶(ALDH2)基因缺陷導致，當細胞中存在ALDH2 * 2基因型時，酵素功能就會降至17~38%，而臺灣人擁有ALDH2基因缺陷者高達45%。
 
莊曉莉在與國泰醫院肝臟中心醫師楊賢馨的研究合作中，也發現非酒精性脂肪肝(NAFLD)患者，除了多數有肥胖問題外，也有胰島素耐受性問題。
 
因此，莊曉莉研究團隊進一步取得ALDH2 * 2基因敲入(knock-in)的小鼠，給予16周高脂飲食介入。結果發現，ALDH2公鼠在體重、白色脂肪組織、肝臟發炎指標都比一般小鼠高，在肝臟切片上也顯示異常。
 
此外，ALDH2公鼠也在葡萄糖耐受性試驗(OGTT)、胰島素阻抗上較一般小鼠異常，從胰島素相關基因表現分析中，IRS2、PGC-1α、GLUT4三個基因的表現量ALDH2公鼠都較一般小鼠低；次世代定序(NGS)菌相分析也發現，ALDH2小鼠的菌相與一般小鼠大不相同，推測其可能與KEGG訊號途徑有關。
 
莊曉莉指出，ALDH2基因缺陷可能透過腸道菌相而使非酒精性脂肪肝、胰島素阻抗症狀更加嚴重。然而，實驗中發現ALDH2基因缺陷對母鼠較無影響的原因，推測可能與可提升ALDH2活性的雌激素有關。她也表示，未來進一步把ALDH2基因敲入小鼠無菌化，來確認腸道菌相、ALDH2與非酒精性脂肪肝之間的關聯性。
   
*追蹤體內代謝流 解謎癌症與臨床用藥交互作用
 
蔣恩沛研究團隊主要以葉酸與維生素B群的營養代謝流為主題，透過前驅物標記追蹤分子行蹤、進而計算出代謝流的分流情形，藉而找出可能的代謝途徑矯正方式；其也與臺台中榮總陳得源醫師合作，研究臺灣人葉酸代謝酵素多型性與抗葉酸藥物使用的交互作用。

蔣恩沛於其演講中介紹其於2007年發表在《Leukemia》的研究，其指出葉酸還原酶基因變異影響人類淋巴癌機制；其後，又於2015年發表苷氨酸氮甲基轉移酵素(GNMT)與亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)，在葉酸調節單碳代謝(one-carbon metabolism)途徑中的角色，從代謝流角度為療法研究提供了新的見解。
 
近1、2年，蔣恩沛研究室也跨入微生物體領域，以番茄所含的茄紅素為題，探討微生物代謝途徑建構與植物共生機制研究；也著力將能量代謝研究投入保健品開發，篩選代謝路徑有效成分，或是追蹤維生素或特定藥物的代謝。