禿頭剋星!? 腸道菌能調控寄主雄性素濃度
已知腸道菌組成會受到人類寄主之年齡、性別、用藥乃至疾病之顯著影響。這群住在我們腸道中的微小房客，是否有可能反過來調控人體的荷爾蒙組成，進而影響我們的生理、發育甚至行為?
本中心江殷儒研究員與台灣大學婦產科教授陳美州醫師合作，經由小鼠管飼試驗與人類腸道菌資料庫分析發現，某些腸道菌確實具有代謝性固醇荷爾蒙的能力，可以透過人體肝腸循環來調控血液中的雄性素濃度，未來可望為雄性素過多症（hyperandrogenism）之治療，甚至預防，提供更多元選擇。雄性素過多症係因血液中存在過量的雄性素，而造成雄性禿、攝護腺肥大及攝護腺癌，乃至婦女的多囊性卵巢症候群等諸多症狀。
江殷儒研究員解釋，已知僅有脊椎動物，包括人類具有生成性荷爾蒙的能力。然而人體無法完全代謝這些物質，必須將多餘的性荷爾蒙透過血液集中運輸到肝臟，再經由膽管釋放到腸道。僅有少部分的性荷爾蒙(5~10%)會透過糞便排泄到人體外，其餘的性荷爾蒙會在小腸末端(小鼠則是在盲腸)重新被吸收利用，完成所謂的肝腸循環，進而達到人體之荷爾蒙平衡。
長久以來，科學家普遍認為腸道菌僅是被動的受到人體荷爾蒙的影響而改變其組成。然而，本論文第一作者蕭尊先博士(任職於本中心)發現，常見於人體及動物腸道中的陶爾氏菌(Thauera)之某些種類(例如菌株GDN1)，具有降解雄性素的特殊能力；他隨後找到相關的降解基因及生化反應機制。周佳宏博士（任職於台大醫學院婦產科）透過小鼠管飼試驗將該菌殖入腸道，並測定血清中的雄性素濃度。透過團隊合作，研究人員確認了陶爾氏菌的雄性素降解基因在小鼠腸道的表現，並在小鼠糞便找到雄性素的代謝產物。實驗過程中，該菌對小鼠未造成顯著不良反應，且能有效降低血清中雄性素濃度(最多達50%)。因此，預期相關菌株可望作為新型功能益生菌，應用於雄性素過多症的預防及治療。
江殷儒研究員長期研究細菌如何影響動物寄主的固醇荷爾蒙之濃度及組成，找尋相關基因及反應機制，並利用微生物細胞或酵素生產新型固醇類藥物。陳美州醫師為治療婦女不孕症及多囊性卵巢症候群的專家。跨領域合作開拓了功能腸道菌應用於雄性素過多症之新療法。在缺乏氧氣的腸道中，陶爾氏菌可利用雄性素為碳源及電子提供者，並以硝酸鹽及亞硝酸鹽（已知為大腸癌重要致癌因子）作為電子接受者，進而完成所謂的無氧呼吸。硝酸鹽普遍存在於蔬菜中，而亞硝酸鹽作為防腐劑，常用於香腸及火腿等肉類加工品。換句話說，陶爾氏菌在腸道中同時可以移除過多的雄性素及硝酸鹽／亞硝酸鹽，進而降低罹患攝護腺癌及大腸癌的風險，可謂是一舉兩得。
透過長期合作，江殷儒研究員及陳美州醫師團隊有望開發更多能代謝或製造各式性荷爾蒙的腸道菌，利用這些細菌作為功能益生菌，對人體內的固醇荷爾蒙進行改造與重組，進而促進荷爾蒙平衡。此些研究成果可望解決人體性荷爾蒙失調帶來的諸多困擾。
本研究論文標題為〈Circulating androgen regulation by androgen-catabolizing gut bacteria in male mouse gut〉已於今（2023）年2月被著名腸道菌期刊《Gut Microbes》接受並刊登。
研究團隊主要成員包括江殷儒研究員、陳美州醫師、蕭尊先博士、周佳宏博士、陳宜龍博士(東吳大學微生物系)、王柏翔博士(中央大學環境工程研究所)、蒙國杰博士及吳天宇先生。本次研究經費主要來自中央研究院及國科會。
期刊論文連結：https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/19490976.2023.2183685
新聞聯繫人：
江殷儒研究員，中央研究院生物多樣性研究中心
(Tel) 02-2787-2251，email: yinru915@gate.sinica.edu.tw
陳美州醫師/教授，台大醫學院婦產科
(Tel) 02-2312-3456 ext71505，email: mjchen04@ntu.edu.tw
