摘要： 生物通報道，上海交通大學、中科院營養(yǎng)所和國家人類基因組南方中心的科學家在肥胖研究方面取得了新的進展，相關成果文章Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice發(fā)表在Nature子刊ISME Journal上。 | |
生物通報道，上海交通大學、中科院營養(yǎng)所和國家人類基因組南方中心的科學家在肥胖研究方面取得了新的進展，相關成果文章Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice發(fā)表在Nature子刊ISME Journal上。 . V. s) R. [* d0 F0 Z% e ISME Journal，是國際微生物生態(tài)學會與自然出版集團聯(lián)合出版的新刊物，剛剛獲得影響因子=5.026，是微生物生態(tài)學領域最好的刊物，在126份生態(tài)學類期刊中排在第十位。 & Y1 D$ E7 L+ `1 s7 k" [$ A( B; c6 I 文章通訊作者是上海交通大學生命科學院趙立平教授，上海系統(tǒng)生物醫(yī)學研究中心副主任，上海交通大學生命科學技術學院副院長。主要研究微生物分子生態(tài)學與生態(tài)基因組學；人體系統(tǒng)生物學。 肥胖是困擾人類健康的日益嚴重的重大公共衛(wèi)生問題。最近，肥胖成為重癥甲流高危因素的事實也讓人們對這個問題更為關切。近年來國際上對肥胖癥的病因研究提出了新的觀點，認為不合理的飲食破壞腸道菌群結構，引起全身性的、低度的慢性炎癥是導致脂肪過度積累并造成糖尿病、冠心病等疾病的主要誘因，同時，也會使患者對其他各種疾病的易感性提高例如結腸癌和重癥甲流。) G% x$ h G/ p4 t3 r 他們把高密度脂蛋白基因被破壞、先天患有輕度糖尿病的小鼠與基因完好的對照小鼠，分別都飼喂植物性飼料和含有大量動物脂肪、模擬現(xiàn)代人的飲食結構的高脂飼料，一共有4組動物，分別是“好基因+好飼料；壞基因+好飼料；好基因+壞飼料；壞基因+壞飼料”，并用最新的高通量測序技術和模式識別方法分析了各組動物的腸道菌群結構變化。 結果發(fā)現(xiàn)，飲食是決定腸道菌群組成的主要因素。同樣基因型的小鼠，植物飼料和高脂飼料喂養(yǎng)時，菌群結構相差約60%，飼養(yǎng)在植物飼料上的不同基因型的小鼠，菌群結構相差只有不到12%，飼養(yǎng)在高脂飼料上的兩種小鼠的菌群結構差別則更小，幾乎看不出來了。 7 l2 I) ]; a l' q& j6 _ 該項目的主持人，上海交大趙立平教授指出，由于我們來不及消化和不能消化的食物最終會進入大腸，培養(yǎng)生活在那里的腸道菌群，因此，我們的飲食結構與腸道菌群組成關系就是最為密切的。通俗點說，吃什么飯，就養(yǎng)什么菌。& Z; j) a: o# O& m) ~3 g : r, ~# P% l# M# T# w( f; d 他們觀察到，動物的肥胖、胰島素抵抗等疾病癥狀的嚴重程度主要與高脂飼料的攝入量有關系。許多人可能會認為，在四組動物中，“壞基因+壞飼料”這個組合應該是病得最重的。但出乎意料的是，雖然最健康的是“好基因+好飼料”組合，但體重最高、胰島素抵抗也最嚴重的組合是“好基因+壞飼料”。對比一下這些自由采食的動物的食物攝入總量，就會發(fā)現(xiàn)，“好基因+壞飼料”組合明顯比“壞基因+壞飼料”組合攝入的高脂飼料多得多，換句話說，基因完好的動物“胃口很好”，吃的高脂飼料明顯高于基因敲除鼠，這也就是“好基因”在“壞飼料”上病得更重的營養(yǎng)學原因。 . X7 H4 C3 I+ G" Z3 k H 為什么基因完好的動物在食用了大量的不健康的飼料后，會比基因有先天缺陷的動物病得還要重呢？. m. `" B* \+ U ( h' u6 s! X& F M/ M 他們創(chuàng)新性地使用了一些多元統(tǒng)計方法，成功地鑒定出了可能與誘導動物肥胖關系最密切的細菌種類。6 `! `7 J3 G' E) M3 Z8 s O . _+ B# h# Q+ L" P' j2 e- U$ A 他們發(fā)現(xiàn)，長期食用大量高脂飼料，動物腸道中的有益菌，例如雙歧桿菌數(shù)量會下降到檢測不出來的水平。已經(jīng)有大量的報道指出，雙歧桿菌等利用膳食纖維來生長的細菌可以保護動物的腸屏障功能，如果它們的數(shù)量下降，腸壁的通透性就會增加，也就是一般人說的“腸子就會漏了”。 長期食用大量高脂飼料引起的另一個變化是一些病菌的數(shù)量會增加。在本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)一種叫“硫酸鹽還原菌”的病菌隨著動物高脂飼料的攝入量的增加，其數(shù)量也增加很明顯。例如，在“好基因+好飼料”組合中，這種細菌不到1%，而在病得最重的“好基因+壞飼料”組合中，這個病菌的數(shù)量也最高，達到約5%。硫酸鹽還原菌本身是病菌，其細胞表面的一種大分子叫脂多糖，是一種“內毒素”，可以引起炎性反應。這種病菌還可以把硫酸鹽還原成硫化氫。 y1 z3 Y5 i5 m6 q0 V 趙立平教授指出，臭雞蛋的臭氣中的主要成份就是硫化氫，肥胖患者腸道排出的氣體比較臭可能也與硫化氫多有關系。過量的硫化氫可以引起腸上皮細胞的基因突變，增加結腸癌的風險，也可以腐蝕腸壁，提高通透性，使更多的內毒素進入血液，引起慢性炎癥。/ U r( R: e) w) h- Y* x * X- f" C U1 l 這種慢性炎癥只是病菌的抗原進入血液引起的，病菌其實并沒有進去，但白細胞把血液中的抗原作為要發(fā)生敗血癥的信號，于是開始分泌對動物細胞有破壞作用的各種炎性因子。由于不存在局部的感染，這些炎性因子就會彌散在全身。這就意味著動物的免疫系統(tǒng)被擾亂，失去了目標，開始調轉槍口攻擊自身的細胞。在這種慢性炎癥的長期打擊下，最終會造成肥胖、糖尿病、冠心病等慢性病。! ~% C, |. J; _# y+ M 3 S1 c d8 c4 s& r- X 雖然還有不少分子機理的細節(jié)需要進一步闡明，這項研究從微生物群落生態(tài)學的角度，進一步豐富和發(fā)展了腸道菌群引起代謝性疾病的新理論，而且找到了與肥胖發(fā)生關系密切的具體的細菌種類，這些細菌具有成為新的治療靶點的潛力。. A% g7 h0 J5 x) F3 K 由于飲食是決定腸道菌群組成的最重要的因素，而非動物的自身的基因。這就為使用飲食重建合理的菌群結構來預防、緩解、甚至逆轉代謝性疾病奠定了理論基礎。趙立平教授團隊正在進行大規(guī)模的營養(yǎng)干預人群試驗，希望獲取可靠方法讓人受益。" k# I5 H3 S0 k2 T+ H |
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