《JCI》:转基因细菌或成减肥利器

【字体: 时间:2014年07月21日 来源:生物通

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  最近,范德堡大学的科学家们制备了一种转基因细菌,这种细菌能定植于肠道,预防高脂饮食引起的肥胖和疾病。相关研究结果发表在最近的《The Journal of Clinical Investigation》杂志。

  

生物通报道:代谢性疾病,包括肥胖、糖尿病和心血管疾病,广泛存在于西方国家。据调查,我国代谢性疾病的发生率也呈逐年增高趋势。肠道菌群的组成是一个人对这些疾病易感性的影响因素,因此,改变一个人的消化道微生物,可能会改善疾病。

人的肠道包含有数以万亿计的微生物,大量不同的微生物在一起,共同帮助调节代谢、神经和免疫系统。然而,在患有肥胖、糖尿病或心血管疾病的人体内,这种重要微生物群落的和谐经常受到威胁。最近,范德堡大学的科学家们制备了一种转基因细菌,这种细菌能定植于肠道,预防高脂饮食引起的肥胖和疾病。

相关研究结果发表在最近的《The Journal of Clinical Investigation》杂志。范德堡大学医学院药理学助理教授Sean Davies称:“很明显,位于你消化道内的细菌类型,对于你的肥胖风险具有相当显著的影响,所以我们真正做的事情是,利用肠道中的细菌,以一种它们平常做不到的方式来帮助我们。实质上,我们是将肠道细菌转化为药物传递系统。”

Davies的研究小组修改了一个益生菌菌株Escherichia coli Nissle 1917 (EcN),使其大量表达一种称为N-acylphosphatidylethanolamine (NAPE)的激素。根据Davies介绍,NAPE是小肠消化脂肪时自然释放的,其活性代谢产物(N-acylethanolamides)可发送信号给大脑抑制食欲。

Davies称:“当人们吃高脂肪的饮食,或肥胖时,他们实际上并不合成像他们进餐时同样多的NAPE,所以他们没有足够的饱食感。”

为了检测他们的NAPE表达细菌,该研究小组给健康小鼠喂食高脂肪因素,同时在其饮用水中加入细菌。8周后,研究小组注意到,服用NAPE表达细菌的小鼠,其身体脂肪仅为对照小鼠(标准饮用水)的50%。Davies的研究小组也发现,在停止添加细菌后的6周时间内,小鼠的食物摄入量持续减少,导致治疗后至少12周内,他们的体重降低。

现在,该研究小组计划优化细菌以获得FDA的批准,准备用于人类临床试验。Davies说:“我们的目标是,人们只需要每六个星期左右的细菌强化治疗,但是仍然对肥胖有持续的预防作用。”

(生物通:王英)

延伸阅读:科学家有望研发出新的减肥药

生物通推荐原文摘要:
Incorporation of therapeutically modified bacteria into gut microbiota inhibits obesity
Abstract: Metabolic disorders, including obesity, diabetes, and cardiovascular disease, are widespread in Westernized nations. Gut microbiota composition is a contributing factor to the susceptibility of an individual to the development of these disorders; therefore, altering a person’s microbiota may ameliorate disease. One potential microbiome-altering strategy is the incorporation of modified bacteria that express therapeutic factors into the gut microbiota. For example, N-acylphosphatidylethanolamines (NAPEs) are precursors to the N-acylethanolamide (NAE) family of lipids, which are synthesized in the small intestine in response to feeding and reduce food intake and obesity. Here, we demonstrated that administration of engineered NAPE-expressing E. coli Nissle 1917 bacteria in drinking water for 8 weeks reduced the levels of obesity in mice fed a high-fat diet. Mice that received modified bacteria had dramatically lower food intake, adiposity, insulin resistance, and hepatosteatosis compared with mice receiving standard water or control bacteria. The protective effects conferred by NAPE-expressing bacteria persisted for at least 4 weeks after their removal from the drinking water. Moreover, administration of NAPE-expressing bacteria to TallyHo mice, a polygenic mouse model of obesity, inhibited weight gain. Our results demonstrate that incorporation of appropriately modified bacteria into the gut microbiota has potential as an effective strategy to inhibit the development of metabolic disorders.

 

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