肥胖和糖尿病的罪魁祸首：肠道里的乙醇胺

  近日，来自美国的科研团队在GUT上发表了一篇题为《A mechanism by which gut microbiota elevates permeability and inflammation in obese/diabetic mice and human gut》的研究论文。这篇论文的研究团队由来自美国南佛罗里达大学、威克森林大学、佛罗里达理工大学、西孟加拉州动物与渔业科学大学等机构的9位作者组成，其中第一作者是Sidharth P Mishra博士，通讯作者是Hariom Yadav教授。这些作者都是在肠道菌群和代谢性疾病领域有着丰富经验和深厚造诣的专家，他们分别从不同的角度和层面，对肠道菌群如何影响肥胖和糖尿病的机制进行了深入的研究和探索，为本领域的发展做出了重要的贡献。

  这项研究发现了一种机制，解释了肠道菌群如何增加肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道的通透性和炎症。文章首先介绍了肠道菌群和肠道微生物组的概念，以及它们与人类健康和疾病的关系。然后介绍了肥胖和糖尿病的概念，以及它们与肠道菌群失调的关联。接着介绍了乙醇胺的概念，以及它在肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道中的异常积累。然后介绍了科学家们通过对比分析肥胖和正常小鼠以及人类患者和健康志愿者的肠道菌群组成，发现肥胖小鼠和人类患者中有一种叫做乙醇胺(ethanolamine)的化合物明显增多，并且与血液中葡萄糖水平呈正相关。也就是说，乙醇胺越多，血糖越高。然后介绍了科学家们通过给小鼠灌注含有乙醇胺或者不含乙醇胺的培养液，来模拟肠道菌群的转移，发现含有乙醇胺的粪便培养液能够增加小鼠肠道的通透性，也就是让肠道变得更容易渗漏，从而导致肠道炎症和血糖升高。相反，不含乙醇胺的粪便培养液则没有这样的效果。这说明，乙醇胺是肠道菌群增加肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道通透性和炎症的关键因素。

  接下来，科学家们探究了乙醇胺是怎么影响肠道通透性和炎症的。他们发现，乙醇胺能够增加一种叫做miR-101a-3p的微小RNA(microRNA)的表达，而这种微小RNA能夫降低一种叫做ZO-1的蛋白质的稳定性。ZO-1是一种紧密连接蛋白(tight junction protein)，它能够连接肠道上皮细胞之间的缝隙，形成一层屏障，防止肠道内的物质渗漏到血液中。当ZO-1减少时，紧密连接就会松动，肠道通透性就会增加，从而引起肠道炎症和血糖升高。科学家们还发现，乙醇胺是通过增强一种叫做ARID3a的转录因子(transcription factor)对miR-101a-3p基因启动子(promoter)的结合来增加miR-101a-3p表达的。转录因子是一种能够调节基因表达的蛋白质，它能够识别并结合到基因启动子上，从而影响基因是否被转录成RNA。当ARID3a结合到miR-101a-3p基因启动子上时，就会促进miR-101a-3p基因被转录成RNA。

  最后，科学家们还发现了一种能够恢复肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道菌群正常代谢乙醇胺的能力的益生菌治疗方法。他们发现，正常小鼠和人类肠道菌群中有一些微生物能够分泌一种叫做胆盐水解酶(bile salt hydrolase)的酶，它能够将我们肝脏产生并分泌到肠道中的胆汁酸(bile acids)水解成其他形式。胆汁酸是一种参与消化和吸收脂肪的物质，它也能够调节肠道菌群的平衡。当胆汁酸被水解后，就会产生一些具有抗炎作用的物质，比如脱氧胆酸(deoxycholic acid)、莱克酸(lithocholic acid)等。这些物质能够抑制乙醇胺对ARID3a/ miR-101a / ZO- 1轴的影响，从而降低肠道通透性和炎症，改善血糖水平。科学家们发现，肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道菌群中的胆盐水解酶活性明显降低，导致胆汁酸不能被有效水解，从而积累了大量的乙醇胺。因此，他们通过给小鼠灌注一种能够分泌胆盐水解酶的益生菌，叫做Lactobacillus plantarum(LP)，来恢复肠道菌群的正常代谢能力。他们发现，LP能够有效地降低肠道中的乙醇胺水平，增加ZO-1蛋白的表达，减少肠道通透性和炎症，改善血糖水平。相反，当他们用一种特殊的化合物来抑制LP的胆盐水解酶活性时，LP的这些效果就消失了。这说明，胆盐水解酶是LP产生抗肥胖和抗糖尿病效果的关键因素。

  总之，这项研究发现了一种机制，解释了肠道菌群如何增加肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道的通透性和炎症。他们发现，肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道菌群中乙醇胺的积累是导致这些问题的根源，而乙醇胺是通过增加ARID3a/ miR-101a / ZO-1轴来影响肠道通透性和炎症的。他们还发现了一种能够恢复肠道菌群正常代谢乙醇胺的能力的益生菌治疗方法，即使用能够分泌胆盐水解酶的LP来降低乙醇胺水平，从而缓解肥胖和糖尿病小鼠和人类肠道的通透性和炎症。这为开发一种新型的基于肠道菌群调节的治疗肥胖和糖尿病的方法提供了新的思路和证据。当然，这项研究还有一些不足和局限，比如还没有在更多的人类患者中验证LP的安全性和有效性，还没有明确LP对其他类型的肥胖和糖尿病是否也有作用，还没有探索LP与其他药物或者益生菌之间的相互作用等。因此，还需要更多的实验和临床试验来进一步验证和完善这项研究。

  [1] Mishra SP, Wang B, Jain S, et al. A mechanism by which gut microbiota elevates permeability and inflammation in obese/diabetic mice and human gut. Gut. 2023;gutjnl-2022-327365. doi:10.1136/gutjnl-2022-327365