葡萄糖、脂肪代谢异常与先天免疫-肠道细菌互作脱节有关

我们知道栖息在肠道中的共生细菌或有益细菌参与机体新陈代谢调节，令人惊讶的是，波士顿儿童医院传染病科Paula Watnick博士课题组揭示，细菌介导新陈代谢的途径竟然是通过先天免疫，说明作为与细菌感染“不共戴天”的先天性免疫，在体内还有其他“兼职”。

　　

在肠道，消化道细胞使用先天免疫途径对有害细菌做出反应，而另外一些被称为肠内分泌细胞的肠道细胞则利用同样的途径（IMD）对有益细菌做出反应，该途径关系到机体根据饮食和肠道环境微调全身的新陈代谢。

“先天免疫也在倾听有益细菌的反馈，然后响应新陈代谢，换句话说，一些先天免疫并非单纯的免疫，”Watnick说。

代谢综合征与果蝇脂肪肝

Watnick和她的同事在前期研究中发现，果蝇肠道细菌可制造一种短链脂肪酸，乙酸酯（acetate）。这是一个重要的脂质代谢和胰岛素信号。缺少肠道细菌的果蝇（因此缺乏乙酸酯）的消化细胞中就会积累脂肪滴。

此前，哈佛医学院Norbert Perrimon博士课题组在肠内分泌细胞缺乏速激肽（tachykinin）的果蝇肠道细胞中也发现了类似的脂肪滴。“这说明细胞的葡萄糖或脂质处理有障碍，脂肪卡在脂肪滴中无法消化，”她说。

这项发表在《Cell Metabolism》的新研究再次使用果蝇模型，研究对象是携带IMD先天免疫途径突变的果蝇，不出所料，他们在果蝇肠道中也观察到了脂肪滴。

Watnick认为，肠道菌群丧失、缺乏速激肽和先天性免疫途径丧失都会导致脂肪滴的形成，而果蝇的这一标志相当于人类的脂肪肝。脂肪滴的积累表明身体无法适当地代谢碳水化合物和脂肪，本质上，这些患有代谢综合征的果蝇往往与肥胖和I型糖尿病相关联。

免疫系统在新陈代谢中的作用

肠道细菌、先天免疫系统和新陈代谢之间有什么关系？通过一系列实验，研究小组开始梳理肠道细菌如何发挥的代谢影响力：

 ·天然免疫途径刺激肠内分泌细胞生产速激肽；
 ·缺乏肠道细菌（或肠道细菌产物乙酸酯）导致缺乏速激肽产出；
 ·给予无菌果蝇乙酸酯，先天免疫途径可以重新被激活，从而使果蝇的代谢正常化；
 ·肠内分泌细胞的特异性先天免疫受体名叫“PGRP-LC”，它是乙酸酯信号接收的必要条件。

“此前，我们虽然知道细菌可以控制我们的新陈代谢，但是没人意识到细菌与肠内分泌细胞的先天免疫信号通路之间竟然存在相互作用，”Watnick说。“也许正是因为这些途径，肠道细胞才能区别对待不同细菌，”

先天免疫系统的额外影响力

研究还表明，肠内分泌细胞的先天免疫途径激活还涉及果蝇的正常生长和发育。当该途径被失活后，果蝇生长发育迟缓，饲喂果蝇乙酸酯或直接重新激活先天免疫途径，可以使果蝇再次生长！

Watnick希望在哺乳动物模型中证实这些发现。益生菌发酵分解食物，释放乙酸酯这样的短链脂肪酸，反过来优化身体对营养物质的使用和储存。引起疾病的有害细菌消耗脂肪酸，阻碍健康的新陈代谢。

肠道微生物失衡与肥胖有关，而有时又会导致营养不良。由于乙酸酯需要通过发酵产生，Watnick和同事推测，吃更多的可发酵的碳水化合物可以提高乙酸酯水平，促进良好的新陈代谢。这些食物可能有助于抵消因抗生素引起的肠道细菌失衡。这一观点与中医“荣者，水谷之精气也，和调于五脏，洒陈于六腑，乃能入于脉也，故循脉上下，贯五脏，络六腑也。”等理论不谋而合。

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原文检索：The Drosophila Immune Deficiency Pathway Modulates Enteroendocrine Function and Host Metabolism

（生物通：伍松）