延續上一篇"認識我們的微生物：為什麼了解菌叢至關重要？"的內容，我們會發現人體許多部位都有自己的微生物生態。
就比喻而言，其實就像一個「多城邦聯盟」，每個部位都有自己的微生物居民（菌叢），而且這些居民彼此之間會「跨區合作」，互通資源、交換訊息。腸道出問題，大腦可能會跟著出現情緒；皮膚發炎，也可能是腸子裡菌叢在抗議。這樣的概念，把我們對健康的理解，從「單點修理」提升到「整體協調」。
其實你不是純人類
或許你會對這個標題有所困惑，但就科學上來說，你其實是一個超大型的社區，住滿了各種微生物—主要是細菌，還有少量的病毒和真菌。目前研究估計，雖說有許多說法，但這些微生物數量至少與人體細胞數相當，甚至更多。換句話說，你不是一個人，更像是一個「你＋微生物」的共生體。
我們可以想像一下你是一台「剛出廠的手機」，只有基礎的功能(例如：打電話、傳訊息)。但裝了 App 之後，才真正變得強大（能導航、拍照、修圖、打遊戲、買外送）。
而這些 App，就是你的微生物。沒有它們：
• 你吃菜會脹氣
• B 群合成不了
• 情緒起伏會更大
• 抵抗力變差
• 甚至藥物效果都會變弱
因此我們可以發現，這些微生物攜帶的基因組，提供我們擁有本來沒有的能力，也悄悄改變了我們的身體運作方式。
表觀遺傳學：腸道菌叢如何影響你的生理表現
我們常說「DNA決定一切」，但其實這句話並不完全正確。這是因為「表觀遺傳學（Epigenetics）」的出現，讓我們對遺傳學有更進一步的認識。
傳統遺傳學
傳統的遺傳學告訴我們：「你爸媽給你什麼基因，你這輩子大概就長怎樣了。」這個觀念曾經是我們解釋疾病、體質、甚至性格的主要方式。
現代遺傳學
現代遺傳學則進一步揭開了基因的結構與運作原理，告訴我們「DNA 不只是存在，而是會被讀取與表達的」。透過DNA → RNA → 蛋白質的轉錄傳譯，我們理解到不同的基因會負責製造不同的蛋白質，進而影響我們的外貌、免疫力、甚至對壓力的反應。
表觀遺傳學
然而，並不是所有的基因都會被打開運作。同一個基因，在不同的條件下可能表現出完全不同的行為——有時被啟動，有時則被關閉。這並不是基因本身改變，而是因為外在因素影響了基因的「開關狀態」。
而這種在不改變基因序列的前提下，調控基因是否表現的現象，就叫做表觀修飾（Epigenetic Modification）。
舉個例子來說，p16INK4a 基因是一個重要的腫瘤抑制基因，負責調控細胞週期，防止細胞異常增生。然而，當隨著年齡增長並伴隨葉酸缺乏時，會導致 p16INK4a 基因啟動區（promoter）過度甲基化，從而抑制該基因的表達1。
這種甲基化異常會導致 p16INK4a 基因表達下降，進一步增加細胞異常增生的風險。
而除了營養素，還有許多外在因素也會影響基因的開關狀態，比如我們的生活方式、壓力、作息甚至環境污染等，這些都可能參與調控基因的表現。這也代表：我們每天的選擇，其實正在影響體內哪些基因被打開、哪些被關閉。
例如：
- 長期處於壓力狀態，可能會讓與焦慮、免疫調節相關的基因活性產生變化。
- 規律運動則有助於啟動抗發炎與修復相關的基因，提高整體代謝與免疫力。
- 相對地，若睡眠品質長期不佳，則可能讓壓力荷爾蒙長期偏高，擾亂基因原本的「作息節奏」。
菌叢與表觀修飾
既然我們已經知道「基因的開關」會受到外界環境影響，那麼每天和我們朝夕相處的菌叢，會不會也是這個調控系統的一份子？
這個答案是肯定的。
以腸道菌從來說，腸道菌叢不單只是協助消化食物而已，他所產生代謝產物，如短鏈脂肪酸(Short Chain Fatty Acids, SCFAs)，會透過血液進入肝臟、腦部甚至心臟，對免疫調節、能量代謝、神經訊號都有影響。更重要的是，它們可以參與表觀遺傳調控——也就是，幫你「開關基因」。
舉例來說，在動脈硬化的發展中，氧化應激和內皮細胞的發炎反應扮演著關鍵角色。氧化低密度脂蛋白（LDL）會在血管內積聚，這些被氧化的LDL會引發發炎反應，進一步破壞內皮細胞，最終導致動脈硬化。
而短鏈脂肪酸之一的丁酸鹽(Butyrate)會透過抑制HDACs (組蛋白去乙醯酶) 的作用，促進抗氧化基因Nrf2的表達。Nrf2激活後，會進一步啟動一系列抗氧化基因，幫助清除自由基，減少氧化應激。這樣的作用能有效降低LDL的氧化，減少血管內的發炎反應，並保護內皮細胞，最終有助於減緩動脈硬化的發展2。
我的基因，也會篩選我的菌？
我們開始理解菌叢的重要性，也開始有人選擇補充益生菌，這觀念非常好，這說明你已經開始注重「整體健康」的概念。但益生菌並不是單純「吃進去就好」，我們身體裡的環境和你的基因也會決定哪些菌能夠在你體內「落腳」。
這不僅僅是外來菌的問題，還跟你的免疫系統、消化能力等內在基因有關。舉個例子來說：
乳糖不耐症
如果你天生有乳糖不耐症，那麼你的腸道可能就無法支持分解乳糖的菌群，這樣能幫助分解乳糖的微生物就不容易在你的腸道中繁殖。
免疫系統的辨識機制
你的免疫系統會對外來菌進行篩選，決定哪些是「朋友」，哪些是「敵人」。這個辨識機制會影響腸道菌群的結構，並且與你的基因密切相關。
消化酶的差異
每個人的基因決定了消化酶的活性，這影響了腸道中能夠分解特定食物的菌群。例如，缺乏某些消化酶的人可能無法充分消化特定食物，從而影響特定細菌的生長。
代謝路徑的差異
基因也會影響你的代謝方式，從而改變腸道內某些菌的食物來源。比方說，有些人基因使得他們在消化過程中產生特定的代謝產物，這些產物可能成為某些有益菌的養分，讓它們在腸道中更容易繁殖。
因此，你的基因和免疫系統的反應決定了哪些微生物能夠在你的體內「定居」，也決定了你是否容易容納某些菌群。換句話說，你的基因可能會讓你更容易接受某些菌，也可能會對某些微生物產生排斥，這樣影響著你的菌叢結構。
一起打雙人合作賽：你＋微生物 = 更健康的你
雖然我們的基因確實會篩選哪些微生物能夠在我們體內「定居」，但這並不意味著我們無法改變這一切。事實上，我們可以透過後天的方式來「訓練」這些微生物，讓它們幫助我們達成理想的健康狀態。
舉例來說，乳糖不耐症的人，通常腸道中缺乏能夠分解乳糖的細菌。然而，隨著時間的推移，透過特定的飲食調整，這些微生物也有機會改變。雖然基因使得某些人一開始就較難「容納」這些能夠分解乳糖的菌群，但隨著時間的推移，某些人可以在長期的膳食纖維和益生元的刺激下，讓他們的菌群適應乳糖並改善消化能力。
這些微生物與我們的合作是雙向的，不僅我們改變自己的飲食或生活方式，它們也會在這個過程中給予我們健康的回饋。
參考資料
- Najar, R. A., Wani, N. A., Bhat, J. A., Dar, N. J., Rahat, B., Gupta, A. P., Kaur, J., Kaur, J., & Hamid, A. (2018). Modulation of dietary folate with age confers selective hepatocellular epigenetic imprints through DNA methylation. The Journal of nutritional biochemistry, 53, 121–132. https://doi.org/10.1016/j.jnutbio.2017.10.007
- Dong, W., Jia, Y., Liu, X., Zhang, H., Li, T., Huang, W., ... & Wu, H. (2017). Sodium butyrate activates NRF2 to ameliorate diabetic nephropathy possibly via inhibition of HDAC. J Endocrinol, 232(1), 71-83.
