梭菌属细菌促进脂肪积累新机制：产芽孢梭菌通过增强能量吸收与脂肪生成调控小鼠脂质代谢
梭菌属细菌促进脂肪积累新机制：产芽孢梭菌通过增强能量吸收与脂肪生成调控小鼠脂质代谢
原创
来源：蒋同
2025-06-13 09:59:16
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肠道菌群在宿主能量代谢调控中扮演关键角色，其中梭菌科细菌被认为与宿主能量平衡和代谢稳态密切相关。作为共生菌的产芽孢梭菌已被证实参与宿主能量稳态调节，但其具体作用机制尚不明确。此前研究表明，梭菌属细菌可通过发酵碳水化合物、蛋白质等产生短链脂肪酸，增强宿主能量吸收，而产芽孢梭菌能合成 ATP、短链脂肪酸等能量代谢相关小分子，且具有非致病性、肠道定植能力强等特点。然而，该菌如何通过肠道菌群互作及代谢通路影响脂肪积累，仍缺乏系统性研究。本研究旨在探究产芽孢梭菌对小鼠生理参数、肠道形态、脂肪组织积累及糖脂代谢的影响，为揭示梭菌属细菌与宿主能量稳态的关系提供新证据。
研究结果
脂肪积累与能量代谢变化：产芽孢梭菌灌胃组小鼠体重、脂肪量、血清甘油三酯水平显著升高，脂肪细胞体积增大，且棕色脂肪组织呈现白色脂肪表型。尽管采食量无差异，但该组小鼠粪便能量含量降低 30.44%，能量吸收效率显著提升，粪便中乙酸、丙酸等短链脂肪酸及葡萄糖 - 6 - 磷酸、羟基二十碳五烯酸等代谢物排泄减少。
肠道结构与吸收功能改善：产芽孢梭菌显著增加小鼠小肠长度，提升空肠绒毛高度和绒毛 / 隐窝比值，同时上调肠道葡萄糖和脂肪酸转运蛋白基因的表达，增强肠道对营养物质的吸收能力。
肝脏与脂肪组织的脂肪生成激活：该菌处理使肝脏中糖酵解产物（丙酮酸）和脂肪合成前体（乙酰辅酶 A、甘油三酯）水平升高，脂肪合成关键酶（T-ACC）和转录因子（PPARγ）的蛋白表达增加，肝脏及白色脂肪组织中脂肪生成相关基因（ACLY、FASN 等）的 mRNA 水平显著上调。
肠道菌群组成与功能变化：产芽孢梭菌显著增加肠道中梭菌属细菌的丰度，提升 Firmicutes/Bacteroidetes 比值，宏基因组分析显示其激活碳代谢、糖脂代谢相关通路，并增强碳水化合物酶（如 GH101、GH30-1）的活性。
结论
本研究首次证实产芽孢梭菌可通过双重机制促进小鼠脂肪积累：一方面通过改善肠道绒毛结构、上调转运蛋白表达，增强能量吸收效率，减少碳水化合物和脂肪酸的粪便排泄；另一方面通过激活肝脏和脂肪组织的脂肪生成通路，促进脂质合成。该过程与肠道中梭菌属菌群的扩张及其糖脂代谢能力的增强密切相关。研究结果为理解特定肠道细菌与宿主能量稳态的互作机制提供了新视角，也为代谢性疾病的微生物靶向治疗提供了潜在靶点。
参考文献：Du L, Wang J, Qiu X, Wang Q, Peng H, Huang J, Yang F, Liu Z, Qi R. Clostridium sporogenes increases fat accumulation in mice by enhancing energy absorption and adipogenesis. Microbiol Spectr. 2024 Aug 6;12(8):e0411623. doi: 10.1128/spectrum.04116-23. Epub 2024 Jun 25. PMID: 38916334; PMCID: PMC11302664.
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