Science：你的健康 它做主

　　

生物通报道，来自Emory大学病理系，医学系，康奈尔大学微生物系，Howard Hughes医学研究所的科学家在Science在线版上发表最新研究进展文章Metabolic Syndrome and Altered Gut Microbiota in Mice Lacking Toll-Like Receptor 5，解析肠道微生物对人体代谢的影响。

 

如果你认为你的健康完全掌握在你的遗传背景中，那么你out了，人体的健康不仅与自身的基因组有关，还与人出生后肠道内定居的永久居民：微生物有关。据科学家们研究发现，肠道微生物可能影响人类的健康，如，胖瘦、糖尿病、胃病、甚至癌症。

 

Emory大学病理系，医学系，康奈尔大学微生物系，Howard Hughes医学研究所的科学家在一项新研究中发现，我们肠道的微生物以及调控这些微生物的我们免疫系统的分支可能与代谢综合症（这是一组与肥胖症有关的代谢问题，他们会增加一个人罹患糖尿病和心脏病的风险）有部分的关系。

 

这一研究是建立在最近发现的肠道微生物的组成与肥胖症有关的基础之上的。 这项由Matam Vijay-Kumar及其同僚所开展的新的研究工作提示，先天免疫系统（即保护身体不受微生物病原体的侵害）可能是肠道微生物系与代谢作用之间的桥梁。

 

研究发现，缺乏先天性免疫系统中的某种重要成分（一种叫做TLR5 的蛋白质）的小鼠会产生代谢综合症的标志性特征，如伴有肠道微生物系变化的脂肪积聚的增加及胰岛素抵抗。这些突变的小鼠还会比它们的对应正常小鼠进食更多的食物。将突变小鼠的肠道内微生物转移到无菌小鼠（即那些除了肠道缺乏微生物之外，其它方面都正常的小鼠）的肠道之中会使接受这些微生物的小鼠出现代谢综合症的几种特征，从而提示，肠道微生物系的变化可能是代谢综合症的一个原因而不是其后果。

 

文章的作者还对取自突变小鼠肠道微生物的遗传物质进行了测序，并用该资讯找到了一组特别种类的细菌，其数量已经多得失去了平衡。研究人员提出，先天免疫系统的缺陷可能会引起诱发轻度炎症信号通路的肠道微生物系的变化，而这又会转而影响胰岛素受体的信号通路，使得食欲和食物摄取增加，这些最终会促使其它方面的代谢综合症的发生。

（生物通 小茜）

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国内相关研究

上海交通大学药学院贾伟教授等撰写的学术论文——“肠道菌群：潜在的药物治疗靶点”，从系统生物学角度阐释了肠道微生态系统作为潜在的药物治疗靶点的可能性，并重点提出了基于肠道菌群的药物治疗策略和可能的干预模式。这篇论文近日发表在国际著名学术期刊《Nature Reviews Drug Discovery》上。该期刊作为《自然》杂志的子刊物，是国际药学领域顶级学术期刊之一。

　　

据悉，这项关于肠道菌群的研究成果，是由科学家组成多学科交叉研究团队完成的。参与者包括上海交通大学系统生物医学研究院、浙江大学第一附属医院、英国帝国理工大学、国家人类基因组南方研究中心、中科院武汉物理与数学研究所等5个科研和医疗机构。研究人员在近3年联合攻关的过程中，对一个四世同堂中国家庭中7名成员的肠道微生物组成和人体代谢特征进行了详细分析。

　　

据介绍，生活在人体肠道内数以万亿的细菌，被统称为肠道菌群，它们和人体有着密不可分的互利共生关系。肠道菌群的组成影响着每个人的健康。经研究发现，肠道菌群结构紊乱与诸如糖尿病、肥胖症等许多疾病有关。不同的人具有不同的肠道菌群组成结构，饮食、药物以及环境因素可以影响个体肠道菌群的组成。因此，科学家们认为，可以通过发明一些以肠道细菌为靶点的药物，纠正紊乱的菌群结构，从而达到治疗各种疾病的目的。

　　

专家首先利用细菌DNA指纹图谱和基因组标记测序等基因组技术，全面深入地刻画了这7名家庭成员肠道菌群的组成结构，发现他们尽管属于同一个家庭，遗传背景彼此相关、生活环境相似，但每一个个体仍然具有其特有的肠道菌群结构特征，同时科学家也发现中国人的肠道菌群结构和以往报道的5个美国人有明显差异，这提示研究人员在比较两个国家各种疾病发生的风险时，除了考虑遗传差异，还必须考虑肠道菌群的差异。

　　

研究人员还利用基于核磁共振的代谢组技术，分析志愿者尿液中代谢物的组成，用以反映人体的整体代谢状况。通过比较志愿者肠道菌群组成变化与他们的代谢特性变化关系，初步发现了肠道内某些特定细菌与人体尿液中某些代谢物呈显著的相关关系，提示这些肠道细菌对人体健康特别重要。

　　

贾伟教授指出，这项新的研究成果，为将来充分认识不同的肠道细菌如何影响机体代谢过程，譬如如何将食物转化成能量、如何维持细胞存活等问题迈进了一大步。反之，也可以利用肠道菌群结构的分子标记，诊断人类代谢是否正常或偏差的程度，进而以这些特定的肠道细菌为靶点，通过改变它们与宿主之间的相互作用，来开发治疗疾病的新方法。

生物通推荐原文检索

Metabolic Syndrome and Altered Gut Microbiota in Mice Lacking Toll-Like Receptor 5

Matam Vijay-Kumar,1 Jesse D. Aitken,1 Frederic A. Carvalho,1 Tyler C. Cullender,2 Simon Mwangi,3 Shanthi Srinivasan,3 Shanthi V. Sitaraman,3 Rob Knight,4 Ruth E. Ley,2 Andrew T. Gewirtz1,*

【Abstract】

Metabolic syndrome is a group of obesity-related metabolic abnormalities that increase an individual’s risk of developing type 2 diabetes and cardiovascular disease. Here, we show that mice genetically deficient in Toll-like receptor 5 (TLR5), a component of the innate immune system that is expressed in the gut mucosa and that helps defend against infection, exhibit hyperphagia and develop hallmark features of metabolic syndrome, including hyperlipidemia, hypertension, insulin resistance, and increased adiposity. These metabolic changes correlated with changes in the composition of the gut microbiota and, importantly, transfer of the gut microbiota from TLR5-deficient mice to wild-type germ-free mice conferred many features of metabolic syndrome to the recipients. Food restriction prevented obesity, but not insulin resistance, in the TLR5-deficient mice. These results support the emerging view that the gut microbiota contributes to metabolic disease and suggest that malfunction of the innate immune system may promote the development of metabolic syndrome.

 

1 Department of Pathology, Emory University, Atlanta, GA 30322, USA.

2 Department of Microbiology, Cornell University, Ithaca, NY 14853, USA.

3 Department of Medicine, Emory University, Atlanta, GA 30322, USA.

4 Howard Hughes Medical Institute, Department of Chemistry and Biochemistry, University of Colorado, Boulder, CO 80309, USA.

* To whom correspondence should be addressed. E-mail: [e-mail]