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这些肠道细菌可以预防小鼠肥胖. What Could That Mean for Us?

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肥胖老鼠的肠道中梭状芽胞杆菌的数量少于健康老鼠. Credit: Luat Nguyen

Researchers at University of Utah Health 从肠道中发现了一种特殊的细菌,可以防止老鼠变得肥胖, 这表明这些微生物可能同样控制着人类的体重. The beneficial bacteria, called Clostridia, 是肠道微生物群的一部分吗?肠道微生物群共有数万亿细菌和其他微生物.

Published online in the journal Science on July 25, 这项研究表明,健康的老鼠体内有大量的梭状芽胞杆菌——一种20到30种细菌——但那些免疫系统受损的老鼠随着年龄的增长,肠道里的这些微生物就会消失. 即使给老鼠喂健康的食物,它们也不可避免地变得肥胖. 把这类微生物还给这些动物使它们保持苗条.

June Round, Ph.D., 她是大发娱乐的病理学副教授, 是这项研究的共同资深作者,他与美国犹他大学健康研究助理教授W. Zac Stephens, Ph.D. Charisse Petersen, Ph.D.当时还是一名研究生的他领导了这项研究.

“现在大发娱乐已经找到了导致这种减肥效果的最小细菌, 大发娱乐有可能真正了解这些生物在做什么,以及它们是否具有治疗价值," Round says.

这项研究的结果已经指向了这个方向. 彼得森和他的同事们发现梭状芽孢杆菌通过阻碍肠道吸收脂肪的能力来防止体重增加. 在实验中,梭状芽胞杆菌是生活在它们肠道中的唯一细菌,与完全没有微生物组的老鼠相比,它们更瘦,脂肪更少. 他们也有较低水平的基因CD36,该基因调节身体对脂肪酸的吸收.

这些见解可能会导致一种治疗方法, Round says, 与粪便移植和益生菌相比,益生菌现在被广泛研究作为恢复健康微生物群的方法. Therapeutics such as these, 这是基于将活的微生物群转移到肠道, 并不是对每个人都有效,因为饮食和其他因素的差异会影响细菌的生存和繁殖.

目前的研究发现梭状芽孢杆菌产生的一种或多种分子阻止肠道吸收脂肪. 下一步是分离这些分子,并进一步表征它们的工作方式,以确定它们是否可以激发针对肥胖的集中治疗, type 2 diabetes, and other related metabolic disorders.

彼得森说:“这些细菌已经进化到与大发娱乐生活在一起,并使大发娱乐受益。. "We have a lot to learn from them."

A Good Defense Is the Best Offense

发现免疫系统受损的老鼠会变得肥胖,这是一个几乎没有发生的发现. 机缘巧合使彼得森在适当的时候进入了实验室,看到经过基因改造的老鼠缺乏myd88, 一个对免疫反应至关重要的基因, were "as fat as pancakes.她让这些啮齿动物比平时衰老得更久, 揭示了免疫和肥胖之间的联系.

不过,这一观察结果并没有回答这个问题 why the animals became overweight.

基于她之前在Round实验室进行的研究, 她怀疑微生物群与此有关. 她大发娱乐证明了免疫系统的一个作用是维持肠道中各种细菌之间的平衡. 损害人体的防御系统会导致某些细菌种类凌驾于其他细菌之上. 有时,这种转变会对健康产生负面影响.

Following a similar logic, 彼得森和他的同事们认为,在免疫功能低下的老鼠身上观察到的肥胖现象源于身体防御系统的失败,无法恰当地识别细菌. 这些小鼠产生的抗体较少,而这些抗体通常会像寻找目标的导弹一样附着在微生物群上. 这种变化使肠道对梭状芽孢杆菌不那么友好, 导致更多的脂肪吸收和过度的体重增加. 随着时间的推移,这些老鼠也出现了2型糖尿病的迹象.

Round指出,其他人的研究表明,肥胖的人同样缺乏梭状芽胞杆菌, mirroring the situation in these mice. 还有一些迹象表明,肥胖或患有2型糖尿病的人可能免疫反应不佳. 希望了解这些联系将为预防和治疗这些普遍存在的健康状况大发娱乐提供新的见解.

大发娱乐无意中发现了2型糖尿病和肥胖的一个相对未被探索的方面,”Round说. “这项工作将开启免疫反应如何调节微生物群和代谢疾病的新研究."

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The research was published as "T细胞介导的微生物群调节可以防止肥胖". 除了Round, Stephens和Petersen,合著者还包括Rickesha Bell, Kendra A. Klag, Soh-Hyun Lee, Raymond Soto, Arevik Ghazaryan, Kaitlin Buhrke, H. Atakan Ekiz, Kyla S. Ost, Sihem Boudina, Ryan M. O'Connell, James E. Cox, and Claudio J. Villanueva from U of U Health.

这项研究得到了美国国立卫生研究院的支持, American Cancer Society, Kimmel Scholar Award, Pew Scholar Program, Edward Mallinckrodt Jr. Foundation, 帕卡德科学与工程奖学金, Burroughs Wellcome, American Asthma Foundation, Margolis Foundation, MS Society, 以及克罗恩病和结肠炎基金会.