喝水也发胖?肠道菌群失调是祸首
2020.10.12

虽然夏天已然过去,肚子上的肥肉又将找到可以隐藏的庇护所,但是面对着年复一年的减肥目标制定——计划落实力度不够——减肥计划失败的循环怪圈,我们经历着心灵上的捶打和灵魂上的拷问:我到底为什么会变胖?小编在这里提出一个你大概率可能会忽视的观点:你之所以瘦不下来,可能是你的肠道菌群不答应~

1602495140113151.png



那么到底肠道菌群是如何影响我们的胖瘦呢?早在2004年美国华盛顿大学的戈登团队最先发现,无菌小鼠比相同年龄和品种的常规小鼠具有更少的脂肪量。当把常规小鼠的肠道菌群移植到无菌小鼠身上时发现,尽管减少了食物摄入,无菌小鼠仍在2周内出现脂肪量膨胀[1]。在另一个研究中,当把同卵双胞胎姐妹(一胖一瘦)的肠道菌群通过粪菌移植(Fecal Microbiota Transplantation,FMT)到无菌小鼠身上时,接受来自肥胖个体肠道细菌的无菌小鼠,会比移植自较瘦个体肠道细菌的小鼠增加更多的体重,积累更多的脂肪[2]。也就是说,没有菌群的话,小鼠是吃不胖的,而肥胖的症状可以随着菌群在小鼠个体间转移。



粪菌移植.png

图1 同卵双胞胎粪菌移植示意图


这其中的机制涉及到小鼠肠道里一个叫禁食诱导脂肪因子”(Fasting-induced adipose factor)的基因,简称Fiaf。该基因就像一个开关,如果打开了,小鼠就只能燃烧脂肪,不能积累脂肪。而无菌小鼠肠道里的Fiaf基因一直自动处于高水平表达,所以它们怎么吃也吃不胖。这是多少人的梦想啊,但要实现这个梦,你恐怕得让自己变成无菌人才行。

那跟肠道菌群有什么关系?这里要说的是一项研究发现的肥胖细菌——阴沟肠杆菌B29[3]。测定阴沟肠杆菌B29引起肥胖无菌小鼠肠道里的Fiaf基因,结果发现它的表达活性果然是最低的,这就意味着小鼠将不会燃烧脂肪,反倒储存脂肪。不仅如此,菌群在关闭肠道里Fiaf基因的同时,还可以把肝脏里以葡萄糖为原料合成新脂肪的几个关键基因的表达活性上调,从而加快脂肪合成的速度。多么可怕的一件事情,阴沟肠杆菌B29可以把动物变成一个高效积累脂肪的机器!


1602495227767246.jpg


不过,在该研究中还有更令人振奋的结果,通过调整菌群的膳食,可以把该菌压低到几乎检测不出的水平,一名减肥志愿者的体重在23周里下降了51.4公斤,血糖、血脂、血压都回到正常范围。重要的是,全过程是没有运动的,只是在家静静修养了23周,就实现了这样的减重和恢复代谢健康的目标。对于一些“懒癌”患者来说这真是天大的利好,因为今后躺着不光可以中枪,还可以减肥!

1602495275672597.jpg

当然了有人会问,除了对减肥不利的细菌外,有没有对减肥有帮助的细菌呢?答案是肯定的。这个细菌属于艾克曼菌属(Akkermansia muciniphila),早在2012年左右就有研究者发现肥胖与该菌密切相关。一项发表在PNAS上研究发现肥胖患者体内艾克曼菌是减少的,同时通过补充益生元恢复该菌可以改善肥胖[4]。Plovier等人发现艾克曼菌能够抑制肥胖,减少脂肪堆积,促进胰岛素敏感(增加能量代谢),发现其是通过影响肠道尿素代谢和能量吸收实现减肥的。该研究从细菌胞膜表面分离出一种特异性蛋白Amuc_1100,可与toll样受体2相互作用,从而改善肠道屏障功能[5]


如果说阴沟肠杆菌B29能够让小鼠产生“饥饿感”,另外一项研究找到了让小鼠产生“饱腹感”的菌群和相应的蛋白[6]。在小鼠的肠道里寄居着有益肠道微生物大肠杆菌K12,伴随着小鼠进食,K12在肠道中不断增多,开始释放一些特殊的蛋白(例如ClpB蛋白)。这些蛋白会参与到肠道-大脑信号通路中,通过促进肠道细胞分泌多肽YY和GLP-1(胰高血糖素样肽-1),刺激大脑内神经细胞减轻饥饿感。
说了这么多,来总结一句:肠道菌群的多样性和各菌群所占的比例可以从多个方面影响能量代谢过程,进而决定胖瘦。通过肠道菌群的深入研究,不仅可以使我们理解肠道菌群与肥胖或各种疾病之间的关系,更希望于可以找到治疗的方法,从而为人类的健康保驾护航。

那么重点来了,如何快速准确地鉴定肠道菌群,并研究其与各种可能影响健康的表型之间的关联呢?宏基因组测序产品来帮你。安诺优达依托于强大的三代测序平台,现特推出基于PacBio sequel II测序平台的三代宏基因组测序新产品!

1.6.jpg


1.7.jpg

如有意向请联系安诺当地销售~

    安诺优达成为中国HiFi SMRT Grant获胜项目独家测序服务提供商    

南京师范大学生命科学学院的朱立峰老师为中国区HiFi SMRT Grant的获胜者,研究题目为熊猫如何依赖竹子生存?——熊猫的肠道菌。

1.8.0.jpg

上图来自PacBio官方微信公众号内容,了解具体项目详情请点击“阅读原文”。


参考文献

[1] Backhed F, Ding H, Wang T, et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2004, 101(44): 15718-15723.

[2] Ridaura V K, Faith J J, Rey F E, et al. Gut Microbiota from Twins Discordant for Obesity Modulate Metabolism in Mice[J]. Science, 2013, 341(6150): 1241214-1241214.

[3] Fei N, Zhao L. An opportunistic pathogen isolated from the gut of an obese human causes obesity in germfree mice[J]. The ISME Journal, 2013, 7(4): 880-884.

[4] Everard A, Belzer C, Geurts L, et al. Cross-talk between Akkermansia muciniphila and intestinal epithelium controls diet-induced obesity[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2013, 110(22): 9066-9071.

[5] Plovier H, Everard A, Druart C, et al. A purified membrane protein from Akkermansia muciniphila or the pasteurized bacterium improves metabolism in obese and diabetic mice[J]. Nature Medicine, 2017, 23(1): 107-113.

[6] Breton J, Tennoune N, Lucas N, et al. Gut Commensal E. coli Proteins Activate Host Satiety Pathways following Nutrient-Induced Bacterial Growth[J]. Cell Metabolism, 2016, 23(2): 324-334.