揭示腸道菌群影響宿主機(jī)體血糖和脂質(zhì)水平改變的分子機(jī)制

近年來，腸道菌群引起了很多科學(xué)家的關(guān)注，如今研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群或會(huì)影響人類機(jī)體的多種生理學(xué)功能和疾病的發(fā)生；近日，一項(xiàng)刊登在國際雜志Scientific Reports上的研究報(bào)告中，來自日本熊本大學(xué)的研究人員通過研究闡明了腸道菌群的改變對(duì)機(jī)體糖分和脂質(zhì)代謝的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，腸道菌群所產(chǎn)生的次級(jí)膽汁酸（Secondary bile acids）能影響機(jī)體的血糖水平和脂質(zhì)濃度，相關(guān)研究或能幫助研究人員開發(fā)出新型療法，通過靶向作用產(chǎn)生次級(jí)膽汁酸（Secondary bile acids）的腸道菌群來治療諸如糖尿病和血脂異常等代謝性疾病。

人類腸道中棲息著大約1000種不同的腸道菌群（大約有100萬億個(gè)腸道菌群），此前研究人員發(fā)現(xiàn)肥胖和非肥胖人群機(jī)體中的腸道菌群趨于不同，而且主要參與了宿主健康的多個(gè)方面，這些細(xì)菌可能會(huì)影響宿主的能量消耗和脂質(zhì)堆積，此外，研究者還發(fā)現(xiàn)，這些腸道菌群還與多種生活方式疾病的發(fā)生直接相關(guān)，比如2型糖尿病、諸如自閉癥等神經(jīng)性疾病、結(jié)腸癌等腸道疾病等。

能夠改變腸道菌群的其中一種因素就是抗菌藥物的攝入，如今研究人員越來越清楚，抗菌藥物能夠促進(jìn)腸道菌群在數(shù)量和質(zhì)量上變得失衡，而且這對(duì)機(jī)體的多種關(guān)鍵功能會(huì)產(chǎn)生多種影響，比如低血糖癥就是一種非常嚴(yán)重但很罕見的抗生素?cái)z入的副作用，實(shí)際上，在人們?nèi)粘Ｉ钪?，?jīng)常會(huì)服用諸如加替沙星等類別的抗生素，而這些抗生素常常會(huì)產(chǎn)生不同程度的副作用，此外還有研究報(bào)道，在嬰兒期或幼年期服用抗生素會(huì)加速體重的增加。

此前研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)，因攝入抗生素所誘發(fā)的腸道菌群失衡或會(huì)影響肝臟中特殊蛋白質(zhì)的表達(dá)水平，而肝臟是主要負(fù)責(zé)機(jī)體糖分和脂質(zhì)代謝的重要器官，因此本文研究中，研究人員就希望能夠通過深入研究來闡明抗生素所誘導(dǎo)的腸道菌群失衡如何對(duì)機(jī)體糖分和脂質(zhì)的代謝產(chǎn)生影響。文章中，研究人員首先讓小鼠模型攝入抗生素5天時(shí)間促進(jìn)其腸道菌群失衡，相比非抗生素處理的小鼠而言，這些抗生素處理的小鼠機(jī)體中葡萄糖的水平和甘油三酯的濃度分別降低了64%和43%，為了評(píng)估這些參數(shù)水平降低相關(guān)的分子機(jī)制，研究人員重點(diǎn)對(duì)次級(jí)膽汁酸進(jìn)行研究，次級(jí)膽汁酸時(shí)腸道菌群所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，其能夠控制肝臟進(jìn)行糖分和脂質(zhì)的代謝。

在實(shí)驗(yàn)小鼠模型中，研究者發(fā)現(xiàn)，其腸道菌群所產(chǎn)生的次級(jí)膽汁酸的水平下降了，此外，相比沒有進(jìn)行抗生素處理的小鼠而言，這些小鼠機(jī)體的肝臟中石膽酸和脫氧膽酸（屬于次級(jí)膽汁酸）分別降低了20%和0.6%；當(dāng)進(jìn)行抗生素處理的同時(shí)額外添加刺激膽汁酸的話，小鼠血液中葡萄糖和甘油三酯的水平都會(huì)恢復(fù)，相關(guān)研究結(jié)果表明，由腸道菌群所產(chǎn)生的次級(jí)膽汁酸能夠影響宿主機(jī)體中的糖分和脂質(zhì)代謝。

隨后研究人員利用定量蛋白質(zhì)組學(xué)（quantitative proteomics）的技術(shù)深入分析了小鼠機(jī)體中特殊蛋白質(zhì)的水平，以此來評(píng)估腸道菌群所產(chǎn)生的次級(jí)膽汁酸如何影響宿主的糖分和脂質(zhì)的代謝，在腸道菌群失衡的小鼠模型的肝臟中，研究者發(fā)現(xiàn)，參與糖原代謝和膽固醇及膽汁酸生物合成的蛋白質(zhì)的表達(dá)水平都發(fā)生了改變，此外，通過額外添加次級(jí)膽汁酸就能夠恢復(fù)這些蛋白質(zhì)水平的改變。

最后研究者Sumio Ohtsuki教授表示，我們的研究結(jié)果表明，腸道菌和其所產(chǎn)生的次級(jí)膽汁酸或許就參與了宿主機(jī)體中糖分和脂質(zhì)濃度的改變，這些腸道菌或許能夠作為一種新型靶點(diǎn)，來幫助研究人員后期開發(fā)治療多種代謝性疾病的新型預(yù)防性療法，比如糖尿病和血脂異常癥等。