3 I' I1 u) p+ r I 摘要： 生物通報道，上海交通大學(xué)、中科院營養(yǎng)所和國家人類基因組南方中心的科學(xué)家在肥胖研究方面取得了新的進(jìn)展，相關(guān)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。 | |
| $ u# Q5 a1 _) i! @3 B 生物通報道，上海交通大學(xué)、中科院營養(yǎng)所和國家人類基因組南方中心的科學(xué)家在肥胖研究方面取得了新的進(jìn)展，相關(guān)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。4 F& ~- ~1 B! H1 Q3 l8 _# J+ B 5 I, u: |1 M6 J! q3 j# L9 _ ISME Journal，是國際微生物生態(tài)學(xué)會與自然出版集團(tuán)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(xué)領(lǐng)域最好的刊物，在126份生態(tài)學(xué)類期刊中排在第十位。 l, u2 S: Q( F" J8 W5 o% P( E 文章通訊作者是上海交通大學(xué)生命科學(xué)院趙立平教授，上海系統(tǒng)生物醫(yī)學(xué)研究中心副主任，上海交通大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院副院長。主要研究微生物分子生態(tài)學(xué)與生態(tài)基因組學(xué)；人體系統(tǒng)生物學(xué)。/ H8 a% n! h: e2 |0 _4 A 4 A+ \! n) e! | 肥胖是困擾人類健康的日益嚴(yán)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(shí)也讓人們對這個問題更為關(guān)切。近年來國際上對肥胖癥的病因研究提出了新的觀點(diǎn)，認(rèn)為不合理的飲食破壞腸道菌群結(jié)構(gòu)，引起全身性的、低度的慢性炎癥是導(dǎo)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(jié)腸癌和重癥甲流。+ K7 |$ B; c( { 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(jié)構(gòu)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(shù)和模式識別方法分析了各組動物的腸道菌群結(jié)構(gòu)變化。 4 Y" `2 A9 l& l- W0 z6 F0 G 結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)差別則更小，幾乎看不出來了。 該項(xiàng)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(jìn)入大腸，培養(yǎng)生活在那里的腸道菌群，因此，我們的飲食結(jié)構(gòu)與腸道菌群組成關(guān)系就是最為密切的。通俗點(diǎn)說，吃什么飯，就養(yǎng)什么菌。& T5 o/ S3 T, e+ o4 _ 他們觀察到，動物的肥胖、胰島素抵抗等疾病癥狀的嚴(yán)重程度主要與高脂飼料的攝入量有關(guān)系。許多人可能會認(rèn)為，在四組動物中，“壞基因+壞飼料”這個組合應(yīng)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(yán)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(xué)原因。1 I2 q1 c* V4 `& O, L7 j8 D 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？% g% l/ Q8 u. {! Y+ U5 ` / k7 ^9 M5 W+ \* D# D5 X6 z" ? 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(dǎo)動物肥胖關(guān)系最密切的細(xì)菌種類。) W: A, l" E; {' p" `1 o8 {* D% 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(xì)菌可以保護(hù)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(xì)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(dá)到約5%。硫酸鹽還原菌本身是病菌，其細(xì)胞表面的一種大分子叫脂多糖，是一種“內(nèi)毒素”，可以引起炎性反應(yīng)。這種病菌還可以把硫酸鹽還原成硫化氫。* j: q3 ~- t- ]' A) X- e 5 l6 x2 ]. V) H5 z$ y# m& H3 c 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(guān)系。過量的硫化氫可以引起腸上皮細(xì)胞的基因突變，增加結(jié)腸癌的風(fēng)險，也可以腐蝕腸壁，提高通透性，使更多的內(nèi)毒素進(jìn)入血液，引起慢性炎癥。$ R2 |0 r/ X* q4 E; B/ F; z( S : w b5 F& X+ U8 W 這種慢性炎癥只是病菌的抗原進(jìn)入血液引起的，病菌其實(shí)并沒有進(jìn)去，但白細(xì)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(xì)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(biāo)，開始調(diào)轉(zhuǎn)槍口攻擊自身的細(xì)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。6 [4 n: b a, b }( v " b$ [3 T' w) y- R, i4 V) [# l6 T 雖然還有不少分子機(jī)理的細(xì)節(jié)需要進(jìn)一步闡明，這項(xiàng)研究從微生物群落生態(tài)學(xué)的角度，進(jìn)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(guān)系密切的具體的細(xì)菌種類，這些細(xì)菌具有成為新的治療靶點(diǎn)的潛力。 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(jié)構(gòu)來預(yù)防、緩解、甚至逆轉(zhuǎn)代謝性疾病奠定了理論基礎(chǔ)。趙立平教授團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行大規(guī)模的營養(yǎng)干預(yù)人群試驗(yàn)，希望獲取可靠方法讓人受益。 |
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