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摘要： 生物通報(bào)道，上海交通大學(xué)、中科院營(yíng)養(yǎng)所和國(guó)家人類(lèi)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。 | |
| 8 O6 e7 D" T, R, n @& c7 [ 生物通報(bào)道，上海交通大學(xué)、中科院營(yíng)養(yǎng)所和國(guó)家人類(lèi)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。; X3 w+ Z8 M4 p; \% h- I / _. U! u. q2 w V ISME Journal，是國(guó)際微生物生態(tài)學(xué)會(huì)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(lèi)期刊中排在第十位。 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(zhǎng)。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)。; z3 R4 N$ Y' |( U 肥胖是困擾人類(lèi)健康的日益嚴(yán)重的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。最近，肥胖成為重癥甲流高危因素的事實(shí)也讓人們對(duì)這個(gè)問(wèn)題更為關(guān)切。近年來(lái)國(guó)際上對(duì)肥胖癥的病因研究提出了新的觀(guān)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(guò)度積累并造成糖尿病、冠心病等疾病的主要誘因，同時(shí)，也會(huì)使患者對(duì)其他各種疾病的易感性提高例如結(jié)腸癌和重癥甲流。 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(duì)照小鼠，分別都飼喂植物性飼料和含有大量動(dòng)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(dòng)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(cè)序技術(shù)和模式識(shí)別方法分析了各組動(dòng)物的腸道菌群結(jié)構(gòu)變化。: h/ v9 F: g: F! v, W! Z' h2 r 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(shí)，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(lái)了。 7 a p% o5 Z, j; {6 U- `6 E: V( a 該項(xiàng)目的主持人，上海交大趙立平教授指出，由于我們來(lái)不及消化和不能消化的食物最終會(huì)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(shuō)，吃什么飯，就養(yǎng)什么菌。+ P9 L( {6 ^, f' }8 w6 h 他們觀(guān)察到，動(dòng)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(huì)認(rèn)為，在四組動(dòng)物中，“壞基因+壞飼料”這個(gè)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(duì)比一下這些自由采食的動(dòng)物的食物攝入總量，就會(huì)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(huà)說(shuō)，基因完好的動(dòng)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(yíng)養(yǎng)學(xué)原因。 l8 d7 M+ z! b' w, o; u C, I/ T 為什么基因完好的動(dòng)物在食用了大量的不健康的飼料后，會(huì)比基因有先天缺陷的動(dòng)物病得還要重呢？ 0 H/ Z( N* W9 M 他們創(chuàng)新性地使用了一些多元統(tǒng)計(jì)方法，成功地鑒定出了可能與誘導(dǎo)動(dòng)物肥胖關(guān)系最密切的細(xì)菌種類(lèi)。0 H& _, Y) g. G2 l' w . ]& @1 T$ v( { 他們發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期食用大量高脂飼料，動(dòng)物腸道中的有益菌，例如雙歧桿菌數(shù)量會(huì)下降到檢測(cè)不出來(lái)的水平。已經(jīng)有大量的報(bào)道指出，雙歧桿菌等利用膳食纖維來(lái)生長(zhǎng)的細(xì)菌可以保護(hù)動(dòng)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(huì)增加，也就是一般人說(shuō)的“腸子就會(huì)漏了”。 長(zhǎng)期食用大量高脂飼料引起的另一個(gè)變化是一些病菌的數(shù)量會(huì)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(dòng)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(gè)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。 2 s# |# Z, l6 F: W. M! _5 L0 ] 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(guò)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(xiǎn)，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。6 j8 \6 y$ F7 c: M + u$ Y: `6 V! Q7 g1 |5 ?4 N3 ` 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(méi)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(hào)，于是開(kāi)始分泌對(duì)動(dòng)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(huì)彌散在全身。這就意味著動(dòng)物的免疫系統(tǒng)被擾亂，失去了目標(biāo)，開(kāi)始調(diào)轉(zhuǎn)槍口攻擊自身的細(xì)胞。在這種慢性炎癥的長(zhǎng)期打擊下，最終會(huì)造成肥胖、糖尿病、冠心病等慢性病。 / F6 O$ u6 o/ F; c- ?1 n 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(lèi)，這些細(xì)菌具有成為新的治療靶點(diǎn)的潛力。/ k- Z f7 k* Q ) i4 p5 M: W: Q# n% t 由于飲食是決定腸道菌群組成的最重要的因素，而非動(dòng)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(lái)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(yíng)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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