肠道细菌不仅能帮助消化食物，也透过影响荷尔蒙的组成与平衡，左右人体的生理、发育和行为。中央研究院生物多样性研究中心江殷儒副研究员发现，一种厌氧菌具有逆转荷尔蒙的能力，可以将雌激素逆转成雄激素。此研究将有助探索肠道菌如何影响人体的性荷尔蒙平衡，对妇女停经、男性秃头及摄护腺癌等困扰带来一丝曙光。
人体性荷尔蒙的生成依循固定途径，必须先从胆固醇转化成雄激素，再转化为雌激素。长久以来，科学家认为生物无法将雌激素逆转为雄激素。本论文第一作者王柏翔博士与研究室同仁合作，从迪化污水处理厂找到厌氧菌株──脱硝弯杆菌（Denitratisoma sp. strain DHT3），并发现该菌在含有维生素 B12 的环境中，可将雌激素逆转为雄激素。
江殷儒解释，透过基因体定序与细胞、蛋白质及基因突变等实验，团队找到关键基因及酵素，并证实此一逆转反应，是由于细菌具有特殊酵素“新型甲基转移酶”，这种酵素的运作需要维生素 B12 辅助，而相关基因的表现则受到雌激素的诱导。
团队也发现，甲基转移酶的主要基因 emtA，亦存在于人体及动物肠道的厌氧微生物中，如产甲烷古菌及产乙酸细菌。而迪化污水处理厂，亦是含有多种来自人类的肠道菌的厌氧环境。因此，透过研究可推测，人体肠道菌可能也具备转化性荷尔蒙的能力。
江殷儒的专长是微生物的代谢多样性，他长期研究细菌如何处理环境中难以分解的有毒物质，或产生具生技用途的酵素与化合物。为此，他的研究团队已解开几乎所有微生物在缺氧条件下的荷尔蒙代谢途径。然而，由于鲜少有生物能在厌氧条件下分解雌激素，因此一直无法掌握雌激素的分解机制。本次研究终于找到脱硝弯杆菌做为适合此类研究的菌株。
肠道菌可能会影响人体的荷尔蒙平衡
过去科学界认定雌、雄激素等“固醇类物质”是多细胞真核生物的产物。然而，本次研究揭示，雌雄激素的生物转换，绝非动物的专利，细菌也有类似功能。江殷儒补充，除了脱硝弯杆菌，团队也发现淡水河河口底泥中的厌氧菌能将雄激素转化成雌激素并大量累积，而类似河口底泥及污水处理池，人体及动物的肠道菌也是非常复杂的厌氧系统。
近年许多文献皆提及，肠道菌可能会影响人体的荷尔蒙平衡，进而影响我们的生理发育乃至行为，而雌激素也是一种活性极强的环境荷尔蒙与致癌物质，曾广泛地使用于化妆品、避孕药以及渔业养殖。
本研究显示肠道菌或许能对人体内的荷尔蒙进行改造与重组，对于利用微生物来分解环境荷尔蒙，也提供了重大的理论支持，若能将相关研究应用于益生菌的研发，将可望解决人体性荷尔蒙失调带来的困扰。团队接下来将特别针对人体肠道菌进行实验，并希望掌握其作用机制及酵素，探讨其如何影响人体的荷尔蒙平衡。
本研究论文标题为〈Retroconversion of estrogens into androgens by bacteria via a cobalamin-mediated methylation〉已于今年 1 月刊登于《美国国家科学院院刊》（PNAS），并获得期刊专文介绍。
研究团队包括江殷儒副研究员、王柏翔博士、陈宜龙博士、魏廷翔博士、吴衎、吴天宇以及台湾大学渔业科学研究所的李宗徽教授。本文第一作者王柏翔博士，曾任本院多样中心研究助理，2018 年于加拿大多伦多大学取得博士学位后，目前任职于日本东京工业大学早期地球生命研究所。本次研究经费主要来自中央研究院及科技部。
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