-日前,發(fā)表在bioRxiv平臺上題為“Host response to cholestyramine can be mediated by the gut microbiota”的研究報告以及發(fā)表在Nature Communications雜志上題為“Transkingdom interactions between Lactobacilli and hepatic mitochondria attenuate western diet-induced diabetes”的兩篇研究報告中,來自俄勒岡州立大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過研究發(fā)現(xiàn),腸道微生物組中的一些微生物或許在2型糖尿病的發(fā)病過程中扮演著關(guān)鍵角色,先關(guān)研究結(jié)果有望幫助開發(fā)出新型益生菌療法,或有望治療影響十分之一美國人的這種嚴(yán)重代謝性疾病(即2型糖尿?。?。
研究者Andrey Morgun指出,2型糖尿病實際上是一種全球流行病,預(yù)計在未來10年里確診的人數(shù)將會不斷上升;所謂的西方飲食(即高飽和脂肪酸和富含精煉糖的飲食模式)就是其中一張主要因素,但如今研究人員發(fā)現(xiàn),腸道菌群或許在調(diào)節(jié)飲食所產(chǎn)生的機(jī)體效應(yīng)上也扮演著關(guān)鍵角色。
2型糖尿病此前被稱為成人糖尿病,其是一種慢性疾病,影響著機(jī)體葡萄糖的代謝方式;對于一些患者而言,這種疾病的發(fā)生意味著其機(jī)體會抵抗胰島素效應(yīng),胰島素是由胰腺所產(chǎn)生的激素,其能促進(jìn)糖分進(jìn)入細(xì)胞;而其他患者則機(jī)體無法產(chǎn)生足夠的胰島素來維持其正常的血糖水平。無論哪種情況,糖分都會在患者血液中積累,如果不加以治療的話就會對患者的主要器官造成損傷,有時甚至?xí)l(fā)殘疾或危及生命;2型糖尿病的一個關(guān)鍵風(fēng)險因素是個體體重過重,通常這是西方飲食和較低體育鍛煉水平相結(jié)合的結(jié)果。
圖片來源:Unsplash/CC0 Public Domain
人類腸道微生物組的特點是含有超過10萬億個微生物細(xì)胞,其來自于大約1000種不同的細(xì)菌群落,微生物組的失調(diào)或紊亂通常會對機(jī)體的健康產(chǎn)生多種不利的影響。研究者Natalia Shulzhenko教授說道,有研究表明,微生物組的失調(diào)是由數(shù)百種不同的微生物相互作用所導(dǎo)致的復(fù)雜改變引起的;然而,本文研究結(jié)果表明,微生物群落的個別成員會通過飲食來發(fā)生改變,并對宿主機(jī)體健康產(chǎn)生明顯的影響。
這項研究中,研究者Shulzhenko等人使用了一宗新型的、數(shù)據(jù)驅(qū)動的系統(tǒng)生物學(xué)方法(稱之為跨物種網(wǎng)絡(luò)分析,transkingdom network analysis)來研究在西方飲食模式下宿主-微生物之間的相互作用,這或許能幫助研究人員調(diào)查是否微生物群落的單個成員是否在飲食所誘導(dǎo)的宿主代謝改變過程中發(fā)揮重要作用。該分析指出了特定的微生物或會影響個體機(jī)體對葡萄糖和脂質(zhì)的代謝;更為重要的是,其還能讓研究人員推斷出這些影響對宿主有益還是有害;此外研究人員還發(fā)現(xiàn)了這些微生物和肥胖之間的聯(lián)系。
文章中,研究人員識別出了四個運(yùn)算分類單位(OTUs),其似乎會影響機(jī)體葡萄糖的代謝,OTUs是根據(jù)基因序列的相似性對細(xì)菌進(jìn)行分類的一種手段;目前研究人員識別出了針對四種細(xì)菌群落的OTUs,包括約氏乳桿菌(Lactobacillus johnsonii)、格氏乳桿菌(Lactobacillus gasseri)、Romboutsia ilealis和 Ruminococcus gnavus;前兩種微生物被認(rèn)為是葡萄糖代謝的潛在改良劑,另外兩種則被認(rèn)為是惡化劑;總體上來講,個別類型的微生物或其之間的相互作用或許就是2型糖尿病的關(guān)鍵參與者。
研究人員給予小鼠喂食相當(dāng)于西方飲食的食物,隨后利用改良劑和惡化劑微生物來補(bǔ)充嚙齒動物的攝入量;結(jié)果發(fā)現(xiàn),乳酸菌能夠促進(jìn)肝臟中的線粒體健康,這意味著其能夠改善宿主代謝葡萄糖和脂質(zhì)的方式,而且接受乳酸菌治療的小鼠機(jī)體的脂肪量要比接受西方飲食的小鼠要低。將小鼠的研究結(jié)果與早期的人類研究結(jié)果比較,研究人員發(fā)現(xiàn),人類的體重指數(shù)或許與上述四種細(xì)菌的豐度之間存在一定的縣慣性,改善劑越多意味著機(jī)體擁有較好的體重指數(shù),而惡化劑越多則意味著與機(jī)體不太健康的體重指數(shù)有關(guān)。
研究者Shulzhenko說道,我們在80%以上的肥胖患者中都發(fā)現(xiàn)了Romboutsia ilealis菌群,這表明,該微生物可能是超重人群中普遍存在的一種微生物群落??偟膩碇v,本文觀察性研究結(jié)果支持了研究人員在西方飲食喂養(yǎng)的小鼠中所觀察到的結(jié)果;而且當(dāng)研究人員對所有代謝產(chǎn)物都進(jìn)行分析時他們發(fā)現(xiàn)了一些線索或許能夠解釋乳酸菌所產(chǎn)生的益生菌治療性效應(yīng)。乳酸菌是一種微生物群體,其包含有數(shù)百種不同的細(xì)菌群落,其代表在益生菌中很常見,經(jīng)常出現(xiàn)在許多類型的發(fā)酵食品或乳酸菌中,比如酸奶等。
最后研究者M(jìn)orgun說道,本文研究揭示了潛在的益生菌或能作為2型糖尿病和肥胖癥的新型療法,同時研究人員還闡述了其發(fā)揮作用的分子機(jī)制;后期研究人員還將進(jìn)一步研究開發(fā)新型靶向性療法而并非嘗試恢復(fù)一般的“健康”微生物。(生物谷世聯(lián)博研Bioexcellence)
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