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你的饮食选择或受肠道菌群影响
原创 发布时间:2022-11-08 浏览次数: 1756 来源: 高宝

核心提示:饮食选择的行为或饮食选择从个体动物到生态和进化过程中有广泛的影响。此前在这一领域的研究很大程度上忽略了肠道菌群调节宿主觅食决策的潜力。肠道微生物群可能影响宿主觅食行为的概念多年来一直被研究,但尚未得到明确的测试。


  摘要:饮食选择是动物行为的一个基本方面,具有许多生态和进化意义。虽然潜在的机制很复杂,但基本膳食营养素的可获得性可以强烈影响饮食选择行为。肠道菌群已被证明代谢了许多相同的营养物质,这也导致了一个未经验证的假设,即肠道菌群可能影响饮食选择。在这里,作者展示了无菌小鼠定植的肠道菌群来自三种啮齿类动物,具有不同的觅食策略,不同的选择饮食,宏量营养素组成不同。具体地说,文章中发现草食性常规化小鼠自愿选择蛋白质:碳水化合物(P:C)比例较高的饮食,而杂食性和肉食性常规化小鼠选择了较低的P:C比例的饮食。长期以来的假设是色氨酸——血清素的基本氨基酸前体——作为调节饮食选择的外周信号,在选择试验之前参与色氨酸代谢的细菌基因和血浆色氨酸可用性与随后的自愿碳水化合物摄入显著相关。最后,草食动物常规化小鼠表现出与微生物发酵相关的更大的肠间隔,广泛反映了供体物种的肠道形态。综上所述,这些结果表明肠道菌群可能通过调节必需氨基酸的可用性来影响宿主的饮食选择行为,从而揭示了肠道菌群影响宿主觅食行为的机制。

  通过选择三种具有不同觅食策略的啮齿动物作为无菌小鼠的微生物供体探究肠道微生物影响宿主的饮食选择行为,示意图如下所示:


  图A是实验设计概述,将三种具有不同觅食策略的野生啮齿动物的肠道微生物组定植于无菌小鼠体内:食肉的O. torridus (Carn-CONV)、杂食的P. leucopus (Omnio-CONV)和食草的M. montanus(Herb-CONV)。在第0天血液和粪便采样前,常规小鼠适应LPC饮食7 d。驯化后,常规化小鼠在LPC和HPC饲料中进行11 d的选择。通过每天旋转的两个喂养罩跟踪每日的饮食摄入量,以避免习得的偏好。通过将这些营养明确的维度定义为蛋白质和碳水化合物摄入量,从而能够衡量肠道微生物群对宿主饮食选择的影响。B图揭示了常规喂养的各组小鼠在宏量营养素摄入方面的统计学显著差异。处理组在累积碳水化合物摄入量方面存在显著差异,具体来说,Herb-CONV小鼠主动摄入的碳水化合物比Carn-CONV和Omnio-CONV小鼠少。在Herb-CONV小鼠中,较低的累积碳水化合物摄入量导致它们选择更高P: C比的饮食。

  另一方面,鉴于肠道微生物组可以深刻改变宿主肠道基因表达和生理,不同的微生物群落可能导致不同喂养策略下肠道形态的差异。通过量化肠道形态,预测常规化小鼠将表现出广泛反映其供体物种的差异。具体结果如下图所示:


  虽然在实验期间体重没有变化,但治疗组在空结肠肿块方面有显著差异(图B)

  与其他治疗组相比,Herb-CONV小鼠结肠相对较大。盲肠质量(图A)和结肠长度(图C)无显著差异。

  总结:

  发现具有不同肠道菌群的常规无菌小鼠在饮食选择行为上表现出显著差异,即微生物群可以影响觅食决策;

  该研究更广泛地支持了肠道菌群可以影响塑造动物行为的生态和进化过程;

  肠道微生物通过影响宿主的摄食行为来影响动物和生态系统生态的深远方面,其作用可能尚未得到充分的探索。

  参考文献:

  Trevelline B K, Kohl K D. The gut microbiome influences host diet selection behavior [J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2022. 119(17): e2117537119.

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