糖尿病

小生物調控大健康!3篇論文“劍指”腸道菌群在2型糖尿病中的作用

作者:顧露露 來源:生物探索 日期:2020-03-12
導讀

腸道菌群在人體免疫調節和維持體內動態平衡等方麵起著至關重要的作用。隨著研究的深入,科學家們不斷地發現腸道菌群這個小生物調控我們大健康的 “秘密”。以下為最近揭示腸道菌群和2型糖尿病(T2D)關係的3項研究。

腸道菌群在人體免疫調節和維持體內動態平衡等方麵起著至關重要的作用。隨著研究的深入,科學家們不斷地發現腸道菌群這個小生物調控我們大健康的 “秘密”。以下為最近揭示腸道菌群和2型糖尿病(T2D)關係的3項研究。

柳葉刀子刊:與T2D有關的腸道菌群種類

已有大量研究表明,腸道菌群在包括T2D在內的代謝疾病中起作用。但是,科學家們還無法確定哪些特定菌群與T2D的積極代謝結果有關。再加上現有的研究T2D與腸道微生物組之間聯係的文獻“魚龍混雜”,於是,美國俄勒岡州立大學的一個團隊研究了有關T2D患者微生物組的最新文獻,並總結成了相關綜述文章,發表在《柳葉刀》雜誌子刊EBioMedicine上。

這篇綜述研究了42項關於腸道菌群與T2D之間關係的人體研究發現一致結論:Bacteroides、Faecalibacterium、Akkermansia、Roseburia與T2D呈負相關,Ruminococcus、Fusobacterium、Blautia屬與T2D呈正相關。

最常發現與T2D相關的微生物屬

Lactobacillus(乳杆菌)雖然經常被發現和報道,但根據最新的這項綜述總結,乳杆菌屬表現出不一致的結果。乳杆菌對T2D的積極作用在11項研究中得到驗證,然而,這些研究中大多數將乳杆菌與另一屬結合在一起。最常見的組合是和Bacteroides(雙歧杆菌),因此研究人員懷疑這兩種微生物可能以某種協同方式起作用,以預防T2D。

為此,作者認為T2D和微生物組研究不能“一刀切”。相反,可能需要朝著“精準/個性化的藥物”發展,即通過微生物基因組的組合為特定患者選擇抗糖尿病藥和益生菌。

Nature子刊:T2D影響肥胖者的菌群分布

來自加拿大拉瓦爾大學魁北克心肺研究所(IUCPQ)和麥克馬斯特大學的研究人員在《Nature Metabolism》雜誌上發表的一項研究指出,與非糖尿病患者相比,糖尿病患者的血液、肝髒和某些腹部脂肪沉積具有不同的細菌特征。

具體來說,研究人員使用了40名患有嚴重肥胖的病人在減肥手術(胃旁路手術)中的血液和組織樣本來證明這一點。其中一半的受試者患有T2D,而其他的受試者表現出胰島素抵抗(即沒有T2D)。研究人員確定了每個樣本組織的細菌遺傳物質,這些組織來自肝髒和三種腹部脂肪沉積。根據細菌的種類和它們的相對豐度,研究人員能夠確定每個組織的細菌特征。

工作流程圖

有趣的是,結果顯示了糖尿病患者和非糖尿病患者之間明顯不同的細菌特征。在T2D患者中,肝髒和大網膜脂肪組織(連接胃和橫結腸的脂肪組織)的細菌負荷最高。而這兩個區域在代謝調節中起著重要作用。

該研究的第一作者Andre Marette解釋說,“我們的發現表明,在嚴重肥胖的人群中,細菌或細菌碎片與T2D的發生有關。肥胖患者的腸道屏障更容易滲透,我們猜測活的細菌和細菌碎片會越過這個屏障,引發炎症過程,最終阻止胰島素發揮作用,也就是說通過作用於代謝組織來調節血糖水平。”

對組織樣本中檢測到的細菌進行更仔細的基因分析後發現,它很可能來自腸道。這一發現證實了在組織樣本中看到的微生物負荷是細菌易位的結果這一假設。

Cell子刊:腸道菌群代謝物恢複胰島功能

微生物影響我們健康的一個基本途徑是通過代謝產物的產生。腸道中的細菌數量眾多,會產生大量代謝產物,這些代謝產物可以影響從免疫係統到心理健康在內的所有事物。

為此,加拿大麥吉爾大學、日本京都大學和法國INSERM /巴黎大學的研究人員進行了一項合作研究,旨在發現哪些腸道細菌代謝產物可以幫助患有1型或2型糖尿病的人。結果一種名為“4-Cresol”的代謝物脫穎而出。相關研究結果發表在《Cell Reports》雜誌上。

具體來說,研究小組使用氣相色譜-質譜聯用技術對148名成年人的血液樣本進行半定量的靶向代謝組學分析,希望鑒別出不同疾病對應的分子標誌物。其中,4-Cresol,這種腸道菌群的代謝產物含量與糖尿病的發生成負相關。即,血糖越高者體內4-Cresol含量越低。

隨後的動物實驗顯示,無毒、低劑量(0.5mg/kg/天)的4-Cresol可增加胰腺β細胞(分泌胰島素的細胞)的增殖,並改善血糖控製,同時減少肥胖跡象。

4-Cresol是酪氨酸和苯丙氨酸的結腸微生物發酵的產物。它也存在許多食品和飲料中,包括番茄、蘆筍、乳製品、咖啡和茶。

“盡管目前缺乏刺激胰腺β細胞增殖和改善β細胞功能以恢複胰島素分泌的療法,但這些結果尤其令人鼓舞,”該新研究的資深作者Dominique Gauguier說道。此外,他們證實了腸道細菌產生的代謝產物的有益作用,並為糖尿病、肥胖症和肝脂肪變性開辟了新的治療途徑。

接下來,Gauguier和他的研究團隊計劃將糖尿病研究中證明的方法“複製”應用於其他疾病,旨在研究哪些代謝物可以直接與特定疾病相關聯,從而可以通過直接使用這些分子或以靶向方式調節微生物組以產生這些有用的代謝物來進行治療。

Gauguier說:“我們的目標是開發一種治療方法,通過促進‘好’菌的增殖,從而產生治療劑量的細菌代謝物,從而對腸道菌群進行精細調節。”

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