小生物调控大健康!3篇论文“剑指”肠道菌群在2型糖尿病中的作用
2020/03/12
随着研究的深入,科学家们不断地发现肠道菌群这个小生物调控我们大健康的 “秘密”。

肠道菌群在人体免疫调节和维持体内动态平衡等方面起着至关重要的作用。随着研究的深入,科学家们不断地发现肠道菌群这个小生物调控我们大健康的 “秘密”。以下为最近揭示肠道菌群和2型糖尿?。═2D)关系的3项研究。


柳叶刀子刊:与T2D有关的肠道菌群种类

已有大量研究表明,肠道菌群在包括T2D在内的代谢疾病中起作用。但是,科学家们还无法确定哪些特定菌群与T2D的积极代谢结果有关。再加上现有的研究T2D与肠道微生物组之间联系的文献“鱼龙混杂”,于是,美国俄勒冈州立大学的一个团队研究了有关T2D患者微生物组的最新文献,并总结成了相关综述文章,发表在《柳叶刀》杂志子刊EBioMedicine上。


DOI:https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.11.051

这篇综述研究了42项关于肠道菌群与T2D之间关系的人体研究发现一致结论:Bacteroides、Faecalibacterium、Akkermansia、Roseburia与T2D呈负相关,Ruminococcus、Fusobacterium、Blautia属与T2D呈正相关。


最常发现与T2D相关的微生物属

Lactobacillus(乳杆菌)虽然经常被发现和报道,但根据最新的这项综述总结,乳杆菌属表现出不一致的结果。乳杆菌对T2D的积极作用在11项研究中得到验证,然而,这些研究中大多数将乳杆菌与另一属结合在一起。最常见的组合是和Bacteroides(双歧杆菌),因此研究人员怀疑这两种微生物可能以某种协同方式起作用,以预防T2D。

为此,作者认为T2D和微生物组研究不能“一刀切”。相反,可能需要朝着“精准/个性化的药物”发展,即通过微生物基因组的组合为特定患者选择抗糖尿病药和益生菌。

Nature子刊: T2D影响肥胖者的菌群分布

来自加拿大拉瓦尔大学魁北克心肺研究所(IUCPQ)和麦克马斯特大学的研究人员在《Nature Metabolism》杂志上发表的一项研究指出,与非糖尿病患者相比,糖尿病患者的血液、肝脏和某些腹部脂肪沉积具有不同的细菌特征。


https://doi.org/10.1038/s42255-020-0178-9

具体来说,研究人员使用了40名患有严重肥胖的病人在减肥手术(胃旁路手术)中的血液和组织样本来证明这一点。其中一半的受试者患有T2D,而其他的受试者表现出胰岛素抵抗(即没有T2D)。研究人员确定了每个样本组织的细菌遗传物质,这些组织来自肝脏和三种腹部脂肪沉积。根据细菌的种类和它们的相对丰度,研究人员能够确定每个组织的细菌特征。


工作流程图

有趣的是,结果显示了糖尿病患者和非糖尿病患者之间明显不同的细菌特征。在T2D患者中,肝脏和大网膜脂肪组织(连接胃和横结肠的脂肪组织)的细菌负荷最高。而这两个区域在代谢调节中起着重要作用。

该研究的第一作者Andre Marette解释说,“我们的发现表明,在严重肥胖的人群中,细菌或细菌碎片与T2D的发生有关。肥胖患者的肠道屏障更容易渗透,我们猜测活的细菌和细菌碎片会越过这个屏障,引发炎症过程,最终阻止胰岛素发挥作用,也就是说通过作用于代谢组织来调节血糖水平?!?

对组织样本中检测到的细菌进行更仔细的基因分析后发现,它很可能来自肠道。这一发现证实了在组织样本中看到的微生物负荷是细菌易位的结果这一假设。

Cell子刊:肠道菌群代谢物恢复胰岛功能

微生物影响我们健康的一个基本途径是通过代谢产物的产生。肠道中的细菌数量众多,会产生大量代谢产物,这些代谢产物可以影响从免疫系统到心理健康在内的所有事物。

为此,加拿大麦吉尔大学、日本京都大学和法国INSERM /巴黎大学的研究人员进行了一项合作研究,旨在发现哪些肠道细菌代谢产物可以帮助患有1型或2型糖尿病的人。结果一种名为“4-Cresol”的代谢物脱颖而出。相关研究结果发表在《Cell Reports》杂志上。


DOI:https://doi.org/10.1016/j.celrep.2020.01.066

具体来说,研究小组使用气相色谱-质谱联用技术对148名成年人的血液样本进行半定量的靶向代谢组学分析,希望鉴别出不同疾病对应的分子标志物。其中,4-Cresol,这种肠道菌群的代谢产物含量与糖尿病的发生成负相关。即,血糖越高者体内4-Cresol含量越低。

随后的动物实验显示,无毒、低剂量(0.5mg/kg/天)的4-Cresol可增加胰腺β细胞(分泌胰岛素的细胞)的增殖,并改善血糖控制,同时减少肥胖迹象。

4-Cresol是酪氨酸和苯丙氨酸的结肠微生物发酵的产物。它也存在许多食品和饮料中,包括番茄、芦笋、乳制品、咖啡和茶。


“尽管目前缺乏刺激胰腺β细胞增殖和改善β细胞功能以恢复胰岛素分泌的疗法,但这些结果尤其令人鼓舞,”该新研究的资深作者Dominique Gauguier说道。此外,他们证实了肠道细菌产生的代谢产物的有益作用,并为糖尿病、肥胖症和肝脂肪变性开辟了新的治疗途径。

接下来,Gauguier和他的研究团队计划将糖尿病研究中证明的方法“复制”应用于其他疾病,旨在研究哪些代谢物可以直接与特定疾病相关联,从而可以通过直接使用这些分子或以靶向方式调节微生物组以产生这些有用的代谢物来进行治疗。

Gauguier说:“我们的目标是开发一种治疗方法,通过促进‘好’菌的增殖,从而产生治疗剂量的细菌代谢物,从而对肠道菌群进行精细调节?!?/p>

参考资料:

[1]Gut microbiome studies reveal new bacterial links with diabetes

[2]Bacteria potentially involved in the development of Type 2 diabetes

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