用治疗性益生菌来预防肥胖?

【字体: 时间:2014年07月24日 来源:生物通

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  最近,美国范德堡大学的研究人员发现,某些细菌可在肠道产生一种治疗性化合物,抑制小鼠体重增加、胰岛素抵抗和其他高脂饮食不良影响。相关研究结果发表在《Journal of Clinical Investigation》杂志8月刊。

  


生物通报道:最近,美国范德堡大学的研究人员发现,某些细菌可在肠道产生一种治疗性化合物,抑制小鼠体重增加、胰岛素抵抗和其他高脂饮食不良影响。

高级研究员、药理学助理教授Sean Davies博士称:“当然,很难根据小鼠对人类进行推测。但基本上上,我们在小鼠中阻止了大多数肥胖的消极后果,即使它们进食高脂肪饮食。”

Davies称,在转到人类研究之前,必须解决监管问题,但是发表在《Journal of Clinical Investigation》杂志8月刊的这项研究表明,可以通过操纵肠道内的细菌居民(肠道微生物),来治疗肥胖和其他慢性疾病。

为了消除慢性疾病相关的日常药物疗法,Davies对“利用益生菌(像在酸奶中益生菌一样的友好细菌)以持续方式传递药物给肠道”具有长期的兴趣。

在2007年,他获得了美国国立卫生研究院(NIH)署长的创新奖,来开发和检测这个想法。Davies称:“NIH的创新奖是我们成功的关键。”

其他研究已经证明,自然肠道菌群在肥胖、糖尿病和心血管疾病中发挥作用。Davies称:“你肠道中细菌的类型,影响着你的慢性疾病风险。我们想知道,是否我们能以促进健康的方式来操纵肠道菌群。”

为了开展工作,研究小组需要一种定植于人类肠道的安全菌株。他们选择了E. coli Nissle 1917,自从近100年前被发现以来,这种菌株已被用作益生菌来治疗腹泻。

他们利用遗传学手段修改了E. coli Nissle菌株,使其产生称为NAPE的脂质化合物,这种化合物通常是在小肠内合成,响应喂食。NAPE快速转变成NAE,这种化合物可减少食物摄入量和体重增加。一些证据表明,在进食高脂肪食物的人体内,NAPE生产可能减少。

研究人员将产NAPE菌,添加到食用高脂肪饮食小鼠的饮用水中,连续八周的时间。与摄入对照细菌的小鼠相比,摄入改造细菌的小鼠,具有明显更低的食物摄入量、身体脂肪、胰岛素抵抗和脂肪肝。

他们发现,在去除饮用水中的产NAPE细菌之后,这些保护作用持续了至少四周的时间。甚至在改造细菌被移除后12周,接受治疗的小鼠仍然有比对照组小鼠更低的体重和身体脂肪。在大约六周后,活性细菌不再持续。

Davies称:“我们还没有达到最终目标——一次治疗之后,就不再给小鼠服用细菌。六个星期对于有活性的细菌来说是一段相当长的时间,动物在12周时仍然不发胖。”

他说:“本文提供了一个概念证明。显然,我们能得到足够的细菌,持续停留在肠道中,具有持续性的影响。我们希望这个效果持续的时间更长。”

Davies指出,研究人员也在肝脏中观察到了这些化合物的影响,这表明我们可以利用改造过的细菌在肠道以外传递治疗药物。

(生物通:王英)

延伸阅读:《JCI》:转基因细菌或成减肥利器

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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