揭示腸道菌群影響宿主機體血糖和脂質水平改變的分子機制

近年來，腸道菌群引起了很多科學家的關注，如今研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)腸道菌群或會影響人類機體的多種生理學功能和疾病的發(fā)生；近日，一項刊登在國際雜志Scientific Reports上的研究報告中，來自日本熊本大學的研究人員通過研究闡明了腸道菌群的改變對機體糖分和脂質代謝的影響，結果發(fā)現(xiàn)，腸道菌群所產生的次級膽汁酸（Secondary bile acids）能影響機體的血糖水平和脂質濃度，相關研究或能幫助研究人員開發(fā)出新型療法，通過靶向作用產生次級膽汁酸（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100萬億個腸道菌群），此前研究人員發(fā)現(xiàn)肥胖和非肥胖人群機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方面，這些細菌可能會影響宿主的能量消耗和脂質堆積，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，比如2型糖尿病、諸如自閉癥等神經性疾病、結腸癌等腸道疾病等。

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，抗菌藥物能夠促進腸道菌群在數量和質量上變得失衡，而且這對機體的多種關鍵功能會產生多種影響，比如低血糖癥就是一種非常嚴重但很罕見的抗生素攝入的副作用，實際上，在人們日常生活中，經常會服用諸如加替沙星等類別的抗生素，而這些抗生素常常會產生不同程度的副作用，此外還有研究報道，在嬰兒期或幼年期服用抗生素會加速體重的增加。

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影響肝臟中特殊蛋白質的表達水平，而肝臟是主要負責機體糖分和脂質代謝的重要器官，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的腸道菌群失衡如何對機體糖分和脂質的代謝產生影響。文章中，研究人員首先讓小鼠模型攝入抗生素5天時間促進其腸道菌群失衡，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%，為了評估這些參數水平降低相關的分子機制，研究人員重點對次級膽汁酸進行研究，次級膽汁酸時腸道菌群所產生的代謝產物，其能夠控制肝臟進行糖分和脂質的代謝。

在實驗小鼠模型中，研究者發(fā)現(xiàn)，其腸道菌群所產生的次級膽汁酸的水平下降了，此外，相比沒有進行抗生素處理的小鼠而言，這些小鼠機體的肝臟中石膽酸和脫氧膽酸（屬于次級膽汁酸）分別降低了20%和0.6%；當進行抗生素處理的同時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恢復，相關研究結果表明，由腸道菌群所產生的次級膽汁酸能夠影響宿主機體中的糖分和脂質代謝。

隨后研究人員利用定量蛋白質組學（quantitative proteomics）的技術深入分析了小鼠機體中特殊蛋白質的水平，以此來評估腸道菌群所產生的次級膽汁酸如何影響宿主的糖分和脂質的代謝，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的表達水平都發(fā)生了改變，此外，通過額外添加次級膽汁酸就能夠恢復這些蛋白質水平的改變。

最后研究者Sumio Ohtsuki教授表示，我們的研究結果表明，腸道菌和其所產生的次級膽汁酸或許就參與了宿主機體中糖分和脂質濃度的改變，這些腸道菌或許能夠作為一種新型靶點，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防性療法，比如糖尿病和血脂異常癥等。