肠道菌群与代谢物双奏:揭示2型糖尿病个体化干预新路径

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来源:谢新强
2025-04-30 22:33:46
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核心提示:2型糖尿病(T2D)作为全球公共健康挑战,长期以来被认为是由基因和生活方式因素共同驱动的代谢疾病。近年来,肠道微生态与宿主代谢之间的复杂互动日益成为研究焦点。近日,《Nature Medicine》发表的一项跨国合作研究,系统揭示了肠道菌群与血浆代谢物在T2D早期发生过程中的动态关联,提出了一种通过“微生物-代谢物”轴实现个性化干预的新思路。

1. 多组学整合揭示微生态驱动的代谢异常

研究团队分析了来自瑞典两个大规模人群队列共1167人的肠道微生物组、血浆代谢组、饮食数据和临床指标,识别出超过500种与糖代谢紊乱显著相关的血液代谢物。其中约三分之一与肠道菌群密切相关,表明肠道微生物显著影响机体的代谢状态。

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2. 两大核心菌种的代谢博弈H. microfluidusB. wexlerae

研究特别指出,两个来自Lachnospiraceae家族的微生物——Hominifimenecus microfluidusBlautia wexlerae通过调控希普酸(hippurate)等代谢物呈现出此消彼长的动态平衡。网络分析显示,这一代谢互作可能构成糖尿病发展过程中的关键调控节点。

3. 微生物-代谢物比临床模型更精准预测糖尿病风险

相比于传统的FINDRISC糖尿病风险评分模型,研究构建的基于143种微生物相关代谢物的机器学习预测模型,在发现队列与验证队列中的AUC分别达到0.860.79,显示出更高的准确性。这为开发非侵入式、个性化风险评估工具提供了新可能。

4. 生活方式干预可逆转代谢失衡,但存在个体差异

研究还结合饮食和运动干预试验发现,短期生活方式改变(如健康饮食或运动)能显著影响与T2D相关的125种代谢物水平。然而,不同干预方式作用靶点不同,部分代谢物如hippurate只能通过长期运动或持续生活方式改变改善,这突显了干预策略的个体化需求。

结论:微生态为糖尿病精准干预开辟新方向

该研究从代谢组和微生物组双维视角出发,深入剖析T2D早期阶段的病理机制,强调微生物-代谢物网络的可塑性和干预潜力。未来,基于微生态的代谢调控或将成为糖尿病乃至其他代谢病精准干预的重要突破口。研究团队也建立了开放数据库平台(https://omicsdata.org/Apps/IGT_metabolome/),为科研界探索更多代谢路径提供数据支持。

肠道中的第3类固有淋巴样细胞(ILC3)是维持肠道稳态的关键免疫细胞,依靠分泌细胞因子IL-22,激活抗菌肽、维持粘液层和紧密连接结构,从而筑起强韧屏障。

研究发现,短期HFD喂养小鼠7天内,ILC3IL-22产量下降达50%,特别是在小肠远端表现尤为显著。ILC3数量和增殖能力也同步下降,表明其受损不仅是功能性抑制,更涉及细胞活性退化。

参考资料:Zheng, X., et al. “Plasma metabolome signatures derived from the gut microbiome predict risk for type 2 diabetes.” Nature Medicine, vol. 30, 2024, pp. 518–529. https://doi.org/10.1038/s41591-024-02802-5.

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