Cell子刊:真正能抑制体重增加的肠道细菌!
一种名为图里西杆菌(Turicibacter)的肠道微生物能够减少小鼠的体重增加,并降低血糖和血液中的脂肪含量。如果这些结果也适用于人类,那么图里西杆菌衍生的化合物可能成为促进代谢健康和维持健康体重的有效疗法。
肠道菌群与人类健康和体重密切相关。肠道菌群(即肠道内的细菌和真菌)的差异与肥胖和体重增加有关,这提示我们改变肠道菌群或许能够改善健康。然而,每个人的肠道都包含数百种不同的微生物,因此很难确定哪些菌种能够真正发挥作用。
犹他大学的一项研究发现,一种名为图里西杆菌(Turicibacter)的特定肠道细菌能够改善高脂饮食小鼠的代谢健康并减少其体重增加。肥胖人群体内的图里西杆菌数量往往较少,这表明这种微生物也可能有助于人类保持健康体重。这项研究成果有望为通过调节肠道菌群来控制体重提供新的途径。
研究结果发表在《细胞代谢》杂志上。
大海捞针
研究人员此前已发现,大约100种细菌组成的大群能够共同阻止小鼠体重增加,但找到维持体重的关键微生物却是一项艰巨的任务。“生活在我们肠道中的微生物根本不喜欢在肠道外生存,”犹他大学斯宾塞·福克斯·埃克尔斯医学院的医学博士候选人、该论文的第一作者肯德拉·克拉格解释道。许多微生物在氧气存在的情况下会被杀死,因此必须在密封的气泡中进行操作。
但经过多年对单个微生物的培养,克拉格发现一种名为图里西杆菌的杆状细菌可以单独降低高脂饮食小鼠的血糖、血液中的脂肪含量和体重增加。
“我没想到一种微生物会产生如此显著的影响——我原以为是三四种微生物混合作用的结果,”犹他大学健康中心微生物学和免疫学教授、该论文的资深作者琼·朗德博士说。“所以当克拉格给我看第一个用图里西杆菌进行的实验,发现小鼠们一直保持着非常精瘦的状态时,我简直惊呆了。看到这样的结果真的令人兴奋。”
图里西杆菌似乎通过产生可被小肠吸收的脂肪分子来促进代谢健康。研究人员将纯化的图里西杆菌脂肪添加到高脂饮食中,发现其具有与图里西杆菌本身相同的体重控制效果。他们目前尚不清楚哪些脂肪分子起着关键作用——这种细菌会产生数千种不同的脂肪,克拉格将其描述为“脂质汤”——但他们希望在未来的研究中缩小范围,找出最重要的分子,以用于潜在的治疗用途。
脂肪反馈回路
研究人员发现,图里西杆菌似乎能够通过影响宿主产生一种名为神经酰胺的脂肪分子的方式来改善代谢健康。高脂饮食会导致神经酰胺水平升高,而高水平的神经酰胺与多种代谢紊乱有关,包括2型糖尿病和心脏病。但图里西杆菌产生的脂肪能够维持较低的神经酰胺水平,即使是对于高脂饮食的小鼠也是如此。
研究人员发现,宿主摄入的脂肪量会影响肠道菌群中图里西杆菌的数量。如果环境中脂肪过多,这种细菌就无法生长,因此,除非定期补充这种微生物,否则喂食高脂肪食物的小鼠肠道菌群中的图里西杆菌就会减少。
研究结果表明存在一个复杂的反馈回路,其中高脂肪饮食会抑制Turicibacter ,而Turicibacter产生的脂肪会改善宿主对膳食脂肪的反应。
未来方向
研究人员表示,图里西杆菌的作用不太可能是独一无二的;许多不同的肠道细菌可能都对代谢健康有所贡献。而且,基于动物模型的研究结果可能并不适用于人类。“我们确实改善了小鼠的体重增长,但我不知道这是否真的适用于人类,”朗德说道。
但他们希望Turicibacter能为开发促进健康新陈代谢和防止体重过度增加的治疗方法提供一个起点。
“确定是哪种脂质产生了这种效果,将是未来最重要的研究方向之一,”朗德说,“这既关乎科学层面,因为我们想了解它的作用机制,也关乎治疗层面。或许我们可以利用这种细菌脂质——我们知道它几乎没有副作用,因为它存在于人体肠道中——来帮助人们保持健康的体重。”
“通过对单个微生物的进一步研究,我们将能够把微生物制成药物,并找到安全的细菌,构建出不同疾病患者可能缺乏的菌群,”克拉格说。“微生物是药物发现的终极宝库。我们对所有这些不同细菌产物的功能仅仅了解了冰山一角。”
参考文献
Dietary fat disrupts a commensal-host lipid network that promotes metabolic health
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