肥胖人群粪便微生物移植诱导小鼠肠道菌群特异性改变但未影响行为与代谢健康

本研究通过将肥胖人群粪便微生物移植(FMT)至抗生素预处理小鼠，探究肠道菌群对宿主代谢和行为的影响。研究发现，尽管移植后小鼠肠道菌群α多样性降低且特定菌属(如真杆菌属Eubacterium)丰度改变，但未观察到体重、脂肪量、焦虑/抑郁样行为或葡萄糖稳态的显著差异。非靶向LC-MS代谢组学分析显示，肥胖受体小鼠盲肠内容物中1-甲基烟酰胺、吲哚-3-乙酸(I3A)和甲基赖氨酸水平升高，这些变化与特定菌群相关。该研究为理解肠道菌群在肥胖相关表型中的作用提供了新视角。

　　

肥胖已成为21世纪的全球性健康挑战，其发病机制涉及饮食、基因组和肠道菌群的复杂相互作用。尽管大量研究表明肥胖人群肠道菌群具有改变宿主能量代谢的能力，且这种特性可通过粪便微生物移植(FMT)传递，但菌群对宿主行为和心理特征的影响机制仍不明确。更值得注意的是，先前关于FMT的研究结果存在矛盾——有些显示能传递肥胖表型，有些则否，这提示饮食等因素可能在其中起关键调节作用。在此背景下，来自比利时鲁汶大学等机构的研究团队开展了一项创新性研究，探讨人类肥胖相关肠道菌群是否能在不依赖代谢改变的情况下直接影响宿主行为。

研究人员采用抗生素预处理的小鼠模型，分别移植来自10名肥胖患者和5名瘦供体的粪便微生物。所有受体小鼠持续喂食标准低脂饲料，通过16S rRNA基因测序分析菌群组成，并采用非靶向LC-MS代谢组学技术检测血清和肠道内容物的代谢物变化。行为学评估包括高架十字迷宫、强迫游泳等6种测试，代谢指标涵盖体重、脂肪量、口服葡萄糖耐量等。研究团队还通过Spearman相关性分析探讨了特定菌群与代谢物的关联。

在菌群特征方面，肥胖受体小鼠表现出细菌α多样性降低，β多样性在属水平发生改变。真杆菌科(Eubacteriaceae)及其代表属Eubacterium在肥胖受体小鼠盲肠中显著增加，而Flavonifractor和Barnesiella则减少。值得注意的是，尽管菌群组成发生变化，肥胖受体小鼠在体重、脂肪量、空腹血糖、胰岛素水平等代谢指标上与瘦受体小鼠无差异。行为学测试结果同样显示，两组小鼠在焦虑/抑郁样行为和记忆功能方面表现相似。

代谢组学分析揭示了更细微的变化。肥胖受体小鼠盲肠内容物中三种氨基酸衍生代谢物显著增加：吲哚-3-乙酸(I3A)升高7.1倍，1-甲基烟酰胺升高3.0倍，N⁶-甲基赖氨酸升高1.6倍。其中I3A在门静脉和腔静脉血清中也呈现升高趋势。相关性分析表明，Eubacterium与盲肠I3A水平呈正相关，提示该菌可能在色氨酸代谢中起重要作用。然而，这些代谢变化与行为参数间未发现显著关联，仅循环I3A水平与高架十字迷宫测试的焦虑参数呈负相关。

讨论部分指出，本研究结果与先前某些报道存在差异，特别是未能复制将人类肥胖菌群移植给无菌小鼠导致脂肪量增加的实验结果。这种差异可能源于实验设计的区别——本研究采用抗生素预处理而非无菌小鼠，且持续喂食低脂饲料，避免了高脂饮食对菌群的干扰。尽管未观察到明显的表型改变，但研究发现的持续性菌群和代谢物变化具有重要生物学意义。I3A作为色氨酸代谢产物，既往研究显示其具有改善非酒精性脂肪肝和结肠炎的潜力，而本研究发现其与特定菌群的相关性，为理解菌群-宿主互作提供了新线索。

该研究的创新性在于系统评估了肥胖相关菌群对宿主行为和代谢的双重影响，并首次报道了在低脂饮食条件下，人类肥胖菌群移植导致的特异性代谢改变。这些发现对理解菌群在肥胖并发症中的作用机制具有重要意义，提示未来研究需考虑饮食等环境因素的调节作用。论文发表在《Scientific Reports》上，为开发基于菌群干预的肥胖及相关精神健康问题的治疗策略提供了理论基础。