编辑推荐:
为探究肠道菌群对代谢的影响,研究人员研究两种细菌及其衍生物对 STC-1 细胞饱腹激素的作用,发现其具调节潜力。
在当今社会,肥胖问题日益严峻,如同一个无形的 “健康杀手”,悄然影响着无数人的生活。肥胖可不是简单的体重增加,它是一种复杂的代谢紊乱疾病,受到环境、遗传、神经、内分泌等多种因素的共同作用。近年来,越来越多的研究发现,肠道菌群在肥胖的发生发展过程中扮演着极为关键的角色,就像是隐藏在人体肠道内的 “神秘力量”,默默影响着代谢平衡。
在肥胖人群中,肠道菌群的组成和功能常常发生改变,其中 Firmicutes 与 Bacteroidetes 这两类细菌的比例失衡尤为明显,这一变化与代谢功能障碍密切相关。Bacteroides thetaiotaomicron和Bacteroides fragilis作为 Bacteroidetes 家族的重要成员,是寄居于哺乳动物下消化道的共生革兰氏阴性厌氧菌。它们不仅能够参与多糖的消化,还与宿主存在着有益的相互作用,因此被视为极具潜力的下一代益生菌。
肠道内分泌 L 细胞能够合成并分泌多种饱腹激素,如肽 YY(PYY)、胰高血糖素样肽 - 1(GLP-1)和胰高血糖素样肽 - 2(GLP-2),这些激素在调节肠道运动、饱腹感以及葡萄糖代谢等方面发挥着不可或缺的作用。然而,目前对于Bacteroides thetaiotaomicron和Bacteroidetes fragilis及其衍生物(外膜囊泡 OMVs 和无细胞上清液 CFS)如何影响这些饱腹激素的表达和分泌,我们知之甚少。
为了深入揭开这一谜团,来自伊朗伊斯兰阿扎德大学、巴斯德研究所、沙希德?贝赫什提医科大学等机构的研究人员 Seyed Davar Siadat、Mohammadreza Zali 等人展开了一项研究,相关成果发表在《AMB Express》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。首先,通过培养特定菌株,获取了实验所需的细菌样本。然后,运用超速离心等技术成功提取并纯化了 OMVs。接着,利用定量实时聚合酶链反应(qRT-PCR)技术,对相关基因的表达水平进行精确检测;借助酶联免疫吸附测定(ELISA)技术,准确测定了细胞培养上清液中 PYY、GLP-1 和 GLP-2 等蛋白质的含量。此外,还对细菌进行了热灭活处理,以探究非活性细菌的作用。
研究结果如下:
- OMVs 的理化特性:通过透射电子显微镜(TEM)、分光光度法和电泳等技术对提取的 OMVs 进行分析,发现其呈球形双层结构,平均大小在 60 - 120nm 之间,蛋白质浓度约为 0.4 - 1.9mg/mL。
- 不同处理对饱腹激素表达和分泌的影响
- 活细菌的影响:活的Bacteroides fragilis显著增加了 PYY 的表达和分泌;而活的Bacteroides thetaiotaomicron则降低了 Pyy mRNA 的表达,但增加了 PYY 蛋白质的含量,同时提高了 TGR5 和 GPR120 mRNA 的表达,在 MOI 50 时还能增加 GLP-1 的分泌。
- 灭活细菌的影响:灭活的Bacteroides thetaiotaomicron在 MOI 50 时,可增加 PYY、GCG、PCSK1、GPR119 和 GPR120 的 mRNA 表达,以及 PYY 和 GLP-1 的分泌;灭活的Bacteroides fragilis在 MOI 50 时,能增加 PYY、GCG 和 TGR5 的 mRNA 表达,以及 PYY、GLP-1 和 GLP-2 的分泌。
- OMVs 的影响:50μg/mL 的Bacteroides thetaiotaomicron OMVs 显著增强了 GCG 和 PCSK1 的 mRNA 表达,以及 PYY 和 GLP-1 的分泌;而 100μg/mL 的Bacteroides thetaiotaomicron OMVs 则降低了 TGR5 和 GPR119 的 mRNA 表达。Bacteroides fragilis OMVs 总体上降低了基因表达,但对 PYY 蛋白质含量有一定影响。
- CFS 的影响:Bacteroides thetaiotaomicron CFS 显著上调了 GCG、GPR119、GPR120 和 TGR5 的 mRNA 表达,增加了 GLP-1 的分泌,但减少了 PYY 的分泌;Bacteroides fragilis CFS 则降低了 GCG、GPR119 和 GPR120 的 mRNA 表达,减少了 GLP-1 的分泌。
研究结论与讨论部分指出,本研究揭示了Bacteroides thetaiotaomicron和Bacteroides fragilis及其衍生物在调节饱腹激素表达和分泌方面的重要作用。Bacteroides thetaiotaomicron及其衍生物,尤其是 CFS 和 OMVs,具有作为下一代益生菌、后生元和拟益生菌的潜力,有望用于调节饱腹激素,为肥胖及相关代谢疾病的治疗提供新的策略。然而,目前的研究仅在体外细胞实验中进行,后续还需要更多的体内研究来进一步验证这些发现,并深入探究其潜在的作用机制。
这项研究为我们理解肠道菌群与宿主代谢之间的关系提供了新的视角,为开发基于微生物的肥胖治疗方法奠定了重要基础,相信在未来,随着研究的不断深入,这些发现将为肥胖患者带来更多的希望。