▲ 肠道中看不见的细菌

即便在全世界最黑暗的地方抬头仰望，你仍然可以看到璀璨星光。然而，照耀苍穹的满天繁星，却比不上隐藏在你体内的“宇宙”——肠道中看不见的细菌。

许多微生物物种已为人熟知，比如大肠杆菌，但还有更多种类仍是个谜，有的被称为“微生物暗物质”。

《细胞宿主和微生物》杂志的一项新研究阐明了微生物暗物质：一种会影响人类胆固醇水平的肠道细菌。基于其对肠道环境的影响，科学家意识到它们的存在。

◎研究人员发现了能分解肠道胆固醇的神秘细菌

哈佛大学化学与化学生物学教授、麻省总医院研究员、麻省理工学院信息学和治疗学中心联合主任Emily Balskus指出：“这些微生物对胆固醇的代谢，可能在降低肠道和血清胆固醇浓度中发挥重要作用，直接影响人类健康。”她认为，新发现的细菌有望帮助人们通过饮食、益生菌或基于个性化微生物群的新疗法，来控制胆固醇水平。

根据美国疾控中心(CDC)的数据，2016年，美国20岁及以上的成年人中有12%以上存在高胆固醇水平，这是导致美国人头号死因“心血管病”的一大风险因素。这些人中只有半数服用他汀类药物来控制胆固醇水平。尽管他汀类药物的有效性已得到验证，但它们并非对所有患者都有效，很多患者的低密度脂蛋白(LDL-C，即“坏胆固醇”)仍达不到理想水平，而且可能会带来一些副作用。

▲ 猪的排污池，发现粪甾醇

从19世纪末开始，科学家们就知道肠道中的胆固醇发生了某些变化。几十年过去了，研究人员逐渐接近了答案。一项研究甚至发现，在猪排污池中生活着清除胆固醇的细菌。但那些微生物更喜欢生活在猪身上，而不是人身上。

肠内胆固醇代谢的副产品——粪甾醇可以作为重要线索。Balskus说：“猪排污池中的微生物会形成粪甾醇，所以我们要找出负责胆固醇代谢的基因，希望能在人类肠道中找到类似的基因。”

布罗德研究所计算机科学家Damian Plichta承担了在人类数据集中寻找线索的任务。他说，生活在人类肠道中的数百种细菌、病毒和真菌尚未被分类和介绍。但宏基因组学可以帮助研究人员绕过一个步骤：他们可以分析人类微生物组中发现的丰富遗传物质，以确定这些基因编码的能力，而不用先找出一种细菌，然后弄清楚它能做什么。

Plichta将大量微生物组基因组数据与人类粪便样本进行相互对照，希望发现哪些基因与高水平的粪甾醇相对应。科学家重点聚焦其中一些可能值得关注的基因，然后对其进行追踪。与此同时，在Balskus和Kenny对消耗胆固醇的猪细菌的整个基因组进行测序之后，他们对数据进行了挖掘，发现了类似的基因。

▲ 锁定IsmA基因，寻找降胆固醇新方法

Kenny进一步缩小了搜索范围。在实验室里，他将每一种可能的基因植入细菌中，并测试究竟是哪些酶会制造将胆固醇分解为粪甾醇。最终，他找到了最佳的候选基因，该团队将其命名为肠类固醇代谢A (IsmA)基因。

目前已发现，细菌中的这些酶与胆固醇水平相关。利用来自中国、荷兰和美国的人体微生物群数据，他们发现肠道微生物中携带IsmA基因的人，粪便中的胆固醇普遍较低，比不携带的人低了55%到75%。

这一发现可能有助于开发新疗法，如“生物鸡尾酒”疗法或直接将酶输送至肠道，帮助人们管理其血液中的胆固醇水平。不过，研究者还需要分析粪甾醇这种副产品对人类健康的影响。