肠道菌群多样性影响糖尿病性骨质疏松发展的机制研究

《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Microbiota Diversity and Its Influence on Diabetic Osteoporosis Development

本综述通过微生物组分析揭示糖尿病骨质疏松（Diabetic Osteoporosis）的新机制，发现短链脂肪酸（SCFA）代谢紊乱和色氨酸代谢增强是导致骨量下降的关键通路，为微生物靶向治疗T2DM（Type 2 Diabetes Mellitus）相关骨骼疾病提供理论依据。

　　

亮点

高脂饮食与低剂量链脲佐菌素诱导的雄性T2DM大鼠模型表现出血糖控制受损、胰岛素抵抗增强、全身炎症反应及骨质疏松性骨骼改变

我们实验室采用高脂饮食（HFD）联合低剂量链脲佐菌素（STZ，35 mg/kg）方案成功构建了雄性SD大鼠的T2DM模型（图1A）。方法包括为期5周的高脂饮食干预，导致体重增加、空腹胰岛素水平升高和胰岛素抵抗（通过HOMA-IR评估），但未影响空腹血糖。第5周时单次注射STZ（35 mg/kg）逆转了高脂饮食引起的体重增长，并显著升高空腹血糖。接受HFD/STZ处理的大鼠表现出显著更高的糖化血红蛋白（HbA_1c）和血糖水平。

讨论

本研究通过微生物组分析和通路富集探讨了糖尿病性骨质疏松的机制。我们利用雄性T2DM大鼠模型（HFD+低剂量STZ）排除了雌激素对骨骼健康的干扰。糖尿病大鼠表现出血糖调控异常、胰岛素敏感性下降、全身性炎症和骨骼退化。升高的促炎细胞因子与骨密度和骨转换标志物呈负相关。微生物组分析显示有益菌属（如乳酸杆菌、罗姆布茨菌、 Turicibacter 和梭菌UCG-014）减少，而潜在致病性肠球菌增加。功能分析表明短链脂肪酸（SCFA）代谢（特别是丙酸和丁酸途径）受损，色氨酸代谢增强，这两者均与骨量减少相关。这些发现提示微生物驱动的SCFA产量改变加剧了全身炎症和骨丢失。关键微生物代谢物和通路的识别有望指导针对微生物组的疗法开发，以改善糖尿病患者的代谢和骨骼健康。