重磅!Roseburia hominis改善肥胖代谢,下一代活体生物治疗候选菌登场
肥胖是一个全球性的公共健康问题,每年至少导致280万人死亡。肥胖还可能导致多种危及生命的并发症,包括各种癌症、中风和睡眠呼吸暂停。过去几十年中,随着西方化生活方式的普及,超重或肥胖的发病率迅速增加。环境因素,包括肠道微生物群的变化,被认为在代谢紊乱的发展中起作用。多项研究表明,肥胖个体的肠道微生物群异常。肥胖与微生物组组成、个体分类群和功能的显著变化相关,而这些微生物组关联在2型糖尿病中较为温和。将肥胖人类的粪便样本移植到小鼠模型中会导致小鼠体重增加,表明肠道微生物群可能在肥胖中起因果作用。尽管肠道微生物群与肥胖的确切机制尚不完全清楚,但已确定肠道微生物群可以增加饮食中的能量产生,促进低度炎症,并调节脂肪酸组成。传统的基于饮食和运动的非药物干预措施在实现持续体重减轻方面效果有限,而药物治疗或减肥手术则因高成本或潜在的手术相关并发症而受到限制。益生菌和合生元在人类健康中发挥有益作用。R. hominis 在肥胖和代谢紊乱患者中被一致证明是耗尽的。本研究调查了 R. hominis 对饮食诱导的肥胖小鼠模型的体重、代谢特征和肠道微生物群的影响,以及其改善代谢健康的潜在机制。
研究结果
1.R. hominis 在肥胖受试者中的耗尽:通过宏基因组测序和qPCR验证,发现肥胖受试者中 R. hominis 的丰度较低,且其丰度与BMI和甘油三酯水平呈负相关。
2. R. hominis 对HFD小鼠体重和代谢的改善:补充 R. hominis 显著降低了HFD小鼠的体重增长和体重增加,降低了BMI,减少了食物消耗,提高了胰岛素敏感性,降低了胰岛素抵抗指数,降低了血清总胆固醇和甘油三酯水平。
3. R. hominis 对肝脏和脂肪组织的保护作用:R. hominis 减少了HFD诱导的肝脏脂肪变性和炎症,降低了肝脏重量和甘油三酯水平,改善了肝脏组织结构。在白色脂肪组织中,R. hominis 减少了脂肪细胞直径,增加了小脂肪细胞的比例,减少了大脂肪细胞的比例。在棕色脂肪组织中,R. hominis 抑制了棕色脂肪细胞的白化,增加了能量代谢相关基因的表达。
4. R. hominis 对肠道微生物群和代谢组的调节:R. hominis 增加了有益细菌的丰度,如 Faecalibacterium prausnitzii、Dysosmobacter welbionis、Parabacteroides goldsteinii 和 Lactobacillus johnsonii,同时减少了病原菌 Olsenella uli 的丰度。R. hominis 还上调了与能量代谢相关的功能途径,如TCA循环和脂肪酸代谢。
5. R. hominis 通过NAD+前体和SIRT1/mTOR信号通路预防脂质积累:R. hominis 的条件培养基(RHCM)能够预防棕榈酸(PA)诱导的L-02细胞脂质积累,且这种作用部分归因于烟酰胺核糖的产生。烟酰胺核糖能够恢复PA抑制的NAD+水平,并上调SIRT1和mTOR信号通路。在小鼠模型中,R. hominis 补充显著恢复了HFD小鼠肝脏中NAD+水平和SIRT1/mTOR通路的表达。
结论
本研究表明,R. hominis 在肥胖受试者中丰度较低,且与BMI和甘油三酯水平呈负相关。补充 R. hominis 可以预防HFD小鼠的体重增加和代谢紊乱,改善肝脏脂肪变性和炎症,抑制白色脂肪组织扩张和棕色脂肪组织白化。这些作用部分归因于烟酰胺核糖的产生和SIRT1/mTOR信号通路的上调。R. hominis 通过调节肠道微生物群和代谢组,改善了宿主的代谢健康。因此,R. hominis 是开发用于治疗肥胖和代谢疾病的下一代活体生物治疗剂的有前景的候选者。尽管研究结果令人鼓舞,但需进一步研究以澄清 R. hominis 的作用机制,特别是在人类中的应用前景。
参考文献:Huang W, Zhu W, Lin Y, Chan FKL, Xu Z, Ng SC. Roseburia hominis improves host metabolism in diet-induced obesity. Gut Microbes. 2025 Dec;17(1):2467193. doi: 10.1080/19490976.2025.2467193. Epub 2025 Feb 20. PMID: 39976263; PMCID: PMC11845086.
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