肠道微生物与身体协同调节脂肪代谢
肠道微生物与身体协同调节脂肪代谢
Gut microbes and the body work together to regulate fat metabolism美国英语医学研究
2025-01-09 20:00:00阅读时长4分钟1647字
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有益的肠道微生物与人体共同作用，以精细调节脂肪代谢和胆固醇水平，这是由威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）和康奈尔大学伊萨卡校区的博伊斯汤普森研究所（Boyce Thompson Institute）的研究人员进行的一项新的临床前研究得出的结论。
人体与生活在肠道中的有益微生物（称为微生物群）共同进化，形成了有利于双方关系，这些关系有助于食物的消化和必需营养素的吸收，从而维持宿主和肠道微生物的生存。这些关系的一个重要方面是产生生物活性分子，促进食物分解，使宿主能够吸收营养。其中最重要的一组分子被称为胆汁酸（也称“胆汁”），它们由肝脏从胆固醇中产生，然后输送到肠道，促进脂肪消化。
科学家们已经知道一段时间，肠道细菌会将胆汁酸转化为一种形式，这种形式可以刺激一种名为FXR的受体，减少胆汁的生成。这项于1月8日发表在《自然》杂志上的新研究表明，一种由肠细胞产生的酶将胆汁酸转化为另一种形式，这种形式具有相反的效果。这种改变后的形式称为胆汁酸-甲基半胱胺（BA-MCY），它抑制FXR以促进胆汁的生成，帮助提升脂肪代谢。
“我们的研究表明，肠道微生物与人体之间存在一种对话，这对于调节胆汁酸的生成至关重要，”共同通讯作者大卫·阿蒂斯博士（David Artis）说。他是威尔康奈尔医学院的吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所、弗里德曼营养与炎症研究中心主任，同时也是免疫学教授。
胆汁酸帮助消化系统将脂肪分解成人体可以吸收和利用的形式。“但现在已明确，胆汁酸不仅仅是消化辅助物质；它们还作为信号分子，调节胆固醇水平、脂肪代谢等，”共同通讯作者弗兰克·施罗德博士（Frank Schroeder）说。他是博伊斯汤普森研究所的教授，也是康奈尔大学艺术与科学学院化学与化学生物学系的教授。“它们通过与FXR结合实现这一切，FXR就像一个交通灯，控制胆固醇代谢和胆汁酸的生成，以避免过量积累。”
现在，施罗德博士和阿蒂斯博士实验室之间的跨校园合作揭示了宿主在这一基本生物学过程中的作用。该研究由Tae Hyung Won博士（施罗德实验室的前博士后研究员，现为韩国加大学校的助理教授）、Christopher Parkhurst博士（威尔康奈尔医学院的医学讲师，在阿蒂斯实验室工作）和Mohammad Arifuzzaman博士（威尔康奈尔医学院的医学免疫学助理教授）共同领导。
施罗德博士和阿蒂斯博士之间的多学科合作成功地融合了免疫学、化学生物学和宿主-微生物群相互作用的生物医学学科。在这项研究中，他们使用了一种称为非靶向代谢组学的技术，鉴定了有和没有肠道微生物的小鼠所产生的所有分子。通过比较两者，他们能够区分哪些分子是由肠道微生物产生的，哪些是由身体产生的。BA-MCY分子脱颖而出，表明这些分子是由小鼠产生的，但仍然依赖于肠道微生物的存在。
“BA-MCY展示了新的范式：这些分子不是由肠道微生物产生的，但仍依赖于它们的存在。”共同第一作者Tae Hyung Won博士表示。
通过一系列实验，研究人员展示了身体如何制造BA-MCY以及这些分子如何提供一种方式，使身体能够抵消微生物发出的减少胆汁酸生成的信号，防止胆固醇代谢的减慢。
“这种平衡至关重要，”施罗德博士说，“当肠道细菌产生大量强烈激活FXR的胆汁酸时，身体通过制造BA-MCY来推动，确保胆汁酸系统保持平衡。”
研究人员还在他们的临床前模型中表明，增加BA-MCY水平有助于减少肝脏中的脂肪积累，并且增加膳食纤维摄入也有助于增强BA-MCY的生成。“重要的是，BA-MCY也在人类血液样本中被检测到，这表明类似的机制也可能发生在人类身上，”Arifuzzaman博士补充道。
研究结果可能暗示了治疗代谢紊乱（包括脂肪肝疾病、高胆固醇和肥胖相关疾病）的潜在靶点。它们还表明，通过支持身体的自我调节系统，增加某些形式的纤维摄入可能有助于改善健康状况。下一步，研究人员将学习更多关于这些过程是如何调控的，并研究这种类型的微生物-肠道对话在不同疾病状态下的表现。
研究人员建议，他们的研究方法还可以帮助其他研究人员研究肠道微生物群在各种疾病中的作用，从感染和慢性炎症到肥胖和癌症。
“我们的论文为使用非靶向代谢组学和化学更好地理解肠道微生物群与身体之间的对话如何影响各种疾病提供了路线图，”阿蒂斯博士说。
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