上海交大赵立平Nature子刊探讨节食的影响

【字体: 时间:2013年07月18日 来源:生物通

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  来自上海交通大学、中科院上海生命科学研究院营养科学研究所的研究人员,在小鼠研究中探讨了终身节食对于肠道微生物群的影响,证实节食能够帮助动物建立起结构平衡的肠道微生物群结构体系,减少肠道中的抗原量而使得宿主受益。相关研究结果发表在7月16日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

  

生物通报道  来自上海交通大学、中科院上海生命科学研究院营养科学研究所的研究人员,在小鼠研究中探讨了终身节食对于肠道微生物群的影响,证实节食能够帮助动物建立起结构平衡的肠道微生物群结构体系,减少肠道中的抗原量而使得宿主受益。相关研究结果发表在7月16日的《自然通讯》(Nature Communications)杂志上。

来自上海交通大学的赵立平(Liping Zhao)教授和上海生命科学研究院营养科学研究所的刘勇(Yong Liu)研究员是这篇论文的共同通讯作者。

自从1935年研究首次报道,节食可以促进小鼠健康,延长其寿命以来,数十年里研究人员在包括人类和非人类灵长类动物在内的许多哺乳动物中,都观察到了节食对于代谢的影响,以及由此带来的健康益处。然而尽管科学家们付诸了各种努力,关于其确切机制的认知仍然存在着争议。

近期,研究人员针对狗和猴子开展的两项终身代谢组学研究揭示,节食与细菌代谢产物变化相关,表明肠道菌群、节食和衰老之间存在一种潜在的关联。人体的肠道中具有广泛多样及高度密集的微生物群,它们在调节宿主营养、代谢和免疫中发挥着极其重要的作用。食物中的营养经宿主消化并吸收之后,剩余的部分会到达结肠来维持这些微生物群。饮食的组成及数量能够显著地影响肠道微生物群。

肠道微生物可响应各种不同的饮食而发生改变,在肥胖及其相关疾病中发挥至关重要的作用。高脂饮食可以破坏肠道微生物,导致生成大量的内毒素,使得肠道通透性增加,从而引起血浆中内毒素水平增高,促进炎症,从而最终引发代谢性疾病。

在近期的一项研究中,赵立平研究小组揭示了来自肥胖人类的一种叫做阴沟肠杆菌的肠道内毒素生成细菌,是导致小鼠肥胖和胰岛素耐受的元凶(延伸阅读:上海交大赵立平ISME杂志揪出肥胖的元凶)。这些细菌诱导的肥胖小鼠血清内毒素量显著增高,促进了全身和局部炎症,表明了肠道微生物群中产生内毒素的细菌在代谢综合征中起着致病作用。

在新研究中,研究人员探讨了终身节食对于肠道微生物群的影响。研究证实,终身限制高脂及低脂饮食均可显著改变C57BL/6 J小鼠肠道微生物群的总体结构。节食使得与寿命存在正相关关系的细菌类群数量增加,例如乳酸杆菌,并减少了与寿命负相关的细菌类群。研究人员证实,这些由节食诱导的肠道微生物群改变,导致了血清中脂多糖结合蛋白水平显著降低。这些研究结果表明,肠道微生物群结构体系改善,有可能是节食介导的健康效应中一个关键性的因素,指出了调节肠道微生物群可作为开发有效抗衰老饮食干预一个有潜力的方向。

赵立平教授近年来积极推动系统生物学理念在微生物生态学领域特别是人体肠道菌群研究中的应用,注重发展用代谢组学和元基因组学相结合的方法研究肠道菌群在肥胖、糖尿病等复杂疾病中的作用,并积极探讨用肠道菌群的整体结构变化来监测人体健康变化、评价中医药疗效的问题,获得了国际同行的广泛关注。2012年,,国际顶级期刊《科学》(Science)还以“My Microbiome and Me”为题发表专题文章,描述了赵立平教授将中医与肠道微生物研究相结合来了解和对抗肥胖的传奇经历(延伸阅读:Science专题人物:上海交大赵立平(上) )。

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Structural modulation of gut microbiota in life-long calorie-restricted mice

Calorie restriction has been regarded as the only experimental regimen that can effectively lengthen lifespan in various animal models, but the actual mechanism remains controversial. The gut microbiota has been shown to have a pivotal role in host health, and its structure is mostly shaped by diet. Here we show that life-long calorie restriction on both high-fat or low-fat diet, but not voluntary exercise, significantly changes the overall structure of the gut microbiota of C57BL/6 J mice. Calorie restriction enriches phylotypes positively correlated with lifespan, for example, the genus Lactobacillus on low-fat diet, and reduces phylotypes negatively correlated with lifespan. These calorie restriction-induced changes in the gut microbiota are concomitant with significantly reduced serum levels of lipopolysaccharide-binding protein, suggesting that animals under calorie restriction can establish a structurally balanced architecture of gut microbiota that may exert a health benefit to the host via reduction of antigen load from the gut.

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