高脂饮食通过性别依赖方式差异性调控小鼠肠道菌群：等热量限制与自由摄食的对比研究

本研究首次通过等热量配对喂养实验，揭示中高脂饮食(MHF)以性别依赖方式改变肠道菌群组成。佛罗里达州立大学团队发现，无论是否导致肥胖，32%脂肪等热量(ISO)与自由摄食(MHF)均降低α多样性，但β多样性在雌性中呈现饮食特异性改变。Firmicutes/Bacteroidetes比例变化、Allobaculum阳性关联等特征为理解饮食脂肪过量摄入与肥胖的菌群机制提供新视角。

　　

在代谢性疾病全球流行的背景下，饮食结构与肠道微生态的相互作用日益成为研究热点。既往研究多聚焦肥胖相关的菌群失调，却忽视了一个关键科学问题：饮食中过量脂肪本身（而非伴随的肥胖）是否足以引发菌群紊乱？这一机制空白对理解代谢性疾病的早期干预至关重要。佛罗里达州立大学（Florida State University）生物科学系的Ashley M. Loeven团队通过精巧的实验设计，首次在等热量控制条件下揭示中高脂饮食对肠道菌群的独立影响。

研究人员采用C57BL/6J小鼠模型，设计了三组对照：对照组(CF，13.6%脂肪)、等热量中高脂组(ISO，31.8%脂肪)和自由摄食中高脂组(MHF)。通过16S rRNA V4区测序追踪5个月内粪便菌群动态，结合Chao1指数、Shannon指数和Bray-Curtis差异度分析，系统评估了性别与喂养方式对菌群结构的交互影响。

关键技术包括：1）精确的等热量配对喂养系统，以CF组为基准控制ISO组热量摄入；2）纵向采样设计（0/3/5月）捕捉菌群动态；3）QIIME2流程处理16S数据，Greengenes数据库注释；4）MicrobiomeAnalyst 2.0进行LEfSe分析鉴定特征菌群。

研究结果揭示多个突破性发现：

1. 1.

   饮食脂肪降低菌群多样性：MHF组在3/5月均降低α多样性（雄性Shannon指数p<0.0001），但雌性仅MHF自由摄食组显著降低（p=0.0167），ISO组与CF组无差异。

2. 2.

   性别特异性β多样性变化：雄性中ISO与MHF组菌群结构相似（PERMANOVA p>0.05），而雌性三组均呈现独特聚类（p=0.001）。

3. 3.

   门水平菌群漂移：所有MHF组Firmicutes升高（雄性+47%，雌性+38%），Bacteroidetes在雄性两组均降低（p<0.0001），但雌性仅MHF组显著。

4. 4.

   特征菌群关联：Allobaculum与MHF强相关（LDA>4），Muribaculaceae与CF组正关联；Lactobacillus salivarius呈现CF>ISO>MHF的梯度下降。

5. 5.

   动态变化模式：Ruminococcaceae在肥胖初期短暂降低，提示其可能参与肥胖发生而非维持。

讨论部分强调了三大科学价值：首先，等热量设计证实饮食脂肪成分本身（非热量过剩）足以改变菌群，这解释了先前发现的非肥胖个体嗅觉神经元损伤机制。其次，雌性特有的菌群韧性（如ISO组保留Bacteroidetes）为性别差异代谢研究提供新靶点。最后，Allobaculum/Muribaculaceae作为饮食干预的生物标志物，其与炎症的潜在关联值得深入探索。

该研究突破性地将饮食成分、摄食行为与性别因素纳入菌群研究框架，为精准营养干预提供了理论依据。特别是发现ISO喂养可部分保留有益菌（如雌性Lachnospiraceae），提示控制进食模式可能缓解高脂饮食危害。这些发现对代谢疾病防治、个性化营养策略制定具有重要转化价值。