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  • 資訊 > 市場動態(tài) > 益生菌Bw通過改善腸道環(huán)境抑制肥胖和糖尿病

    2022-09-19 來源:生物谷
    近日,日本國立生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新、健康與營養(yǎng)研究所國澤純教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì),在人群隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌Bw(Blautia wexlerae)與肥胖和2型糖尿病呈負(fù)相關(guān),體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)Bw菌能減重、抗炎和減輕胰島素抵抗,機(jī)制探究發(fā)現(xiàn),Bw菌通過代謝產(chǎn)物重塑腸道環(huán)境。相關(guān)研究發(fā)表于《自然通信》(Nature communications)上。

      近日,日本國立生物醫(yī)學(xué)創(chuàng)新、健康與營養(yǎng)研究所國澤純教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì),在人群隊(duì)列中發(fā)現(xiàn)腸道細(xì)菌Bw(Blautia wexlerae)與肥胖和2型糖尿病呈負(fù)相關(guān),體內(nèi)外實(shí)驗(yàn)證實(shí)Bw菌能減重、抗炎和減輕胰島素抵抗,機(jī)制探究發(fā)現(xiàn),Bw菌通過代謝產(chǎn)物重塑腸道環(huán)境。相關(guān)研究發(fā)表于《自然通信》(Nature communications)上。

     

      數(shù)據(jù)顯示,全球范圍內(nèi),肥胖率在過去的40年里增長了3倍,目前超重(BMI≥25)和肥胖(BMI≥30)的人數(shù)超過了20億。肥胖給全身健康帶來負(fù)面影響,大大增加了罹患糖尿病等代謝相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。而腸道菌群失調(diào)被認(rèn)為是促成肥胖和2型糖尿病的一個(gè)關(guān)鍵因素,有研究發(fā)現(xiàn),和正常體重人士相比,肥胖人士的腸道菌群構(gòu)成發(fā)生變化,提示某些腸道細(xì)菌與肥胖的關(guān)系非同一般。

     

      研究人員首先在一項(xiàng)人群隊(duì)列研究中,對217名成年受試者進(jìn)行腸道菌群檢測,并結(jié)合BMI和糖尿病患病情況,評估腸道菌群與肥胖或2型糖尿病的關(guān)系。多元回歸分析顯示,腸道菌群與BMI和2型糖尿病之間存在高度相關(guān)性。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn),相比于體重正常的健康人士,肥胖人士和2型糖尿病患者的腸道內(nèi)有4屬腸菌發(fā)生變化。巨球型菌屬(Megasphaera)豐度增加,經(jīng)黏液真桿菌屬(Blautia)、丁酸球菌屬(Butyricoccus)和普拉梭菌屬(Faecalibacterium)豐度降低。其中,Blautia是腸道核心菌屬,包括Bw菌、Bs菌和Bg菌等幾種腸道內(nèi)豐富的細(xì)菌。既往研究發(fā)現(xiàn),腸道Blautia越豐富,內(nèi)臟脂肪面積越小,而內(nèi)臟脂肪面積是代謝疾病風(fēng)險(xiǎn)的肥胖標(biāo)志物。因此,Blautia成為體重和糖尿病相關(guān)腸菌的研究重點(diǎn)。

     

      研究人員又招募了195名來自不同地區(qū)的參與者作為驗(yàn)證隊(duì)列,檢驗(yàn)Blautia與肥胖的關(guān)系,證實(shí)了肥胖人士腸道內(nèi)Blautia豐度下降。然后,研究人員分析了腸道中Blautia屬腸菌的豐度,發(fā)現(xiàn)Bw菌在Blautia中占據(jù)主導(dǎo)地位,其相對豐度幾乎等于Blautia的總體豐度。這些結(jié)果表明,Bw菌是體重相關(guān)腸菌,可能有效改善肥胖癥和2型糖尿病。研究人員隨后在小鼠動物模型中探究發(fā)現(xiàn),Bw菌能改善高脂飲食誘導(dǎo)的肥胖和糖尿病。

     

      為了確定Bw菌控制肥胖和糖尿病的有效代謝產(chǎn)物,研究人員對Bw菌的代謝進(jìn)行了通路分析,發(fā)現(xiàn)相比于其他的腸道核心腸菌,Bw菌的氨基酸代謝和碳水化合物代謝具有獨(dú)特之處。就氨基酸代謝而言,Bw菌產(chǎn)生大量的S-腺苷蛋氨酸、乙酰膽堿和L-鳥氨酸。研究人員分別使用這2種物質(zhì)處理脂肪細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)它們能以劑量依賴的方式減少甘油三酯的積累,其中,S-腺苷蛋氨酸還抑制了S100A8的表達(dá),表明這些化合物具有調(diào)節(jié)脂代謝和抗炎的作用。就碳水化合物代謝而言,Bw菌胞內(nèi)富含直鏈淀粉,并利用淀粉直接產(chǎn)生琥珀酸、乳酸和乙酸這3種短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸能經(jīng)腸肝軸減少脂肪堆積和炎癥反應(yīng),減輕胰島素抵抗從而改善糖尿病。

     

      但研究人員注意到,小鼠在口服Bw菌后腸道內(nèi)丙酸和丁酸這兩種短鏈脂肪酸的濃度也增加了,而Bw菌并不能直接產(chǎn)生丙酸和丁酸,提示Bw菌促進(jìn)了產(chǎn)丙酸和丁酸腸菌的增殖。腸道菌群分析顯示,在添加Bw菌后,Akk菌、Rik菌和But菌等益生菌豐度增加,它們能以琥珀酸、乳酸或乙酸為底物,產(chǎn)生丙酸和丁酸。這些結(jié)果表明,Bw菌通過增加腸道內(nèi)的短鏈脂肪酸和益生菌,改善腸道環(huán)境,抑制肥胖和糖尿病。

     

      綜上所述,這項(xiàng)研究結(jié)合人群隊(duì)列、動物實(shí)驗(yàn)和細(xì)胞實(shí)驗(yàn),篩選并鑒定出一種新的與肥胖和2型糖尿病負(fù)相關(guān)的益生菌──Bw菌。Bw菌憑借其獨(dú)特的氨基酸和碳水化合物代謝產(chǎn)物,重塑腸道環(huán)境,從而減重、抗炎和減輕胰島素抵抗,抑制肥胖和2型糖尿病。這些發(fā)現(xiàn)揭示了微生物代謝對宿主的獨(dú)特調(diào)節(jié)途徑,有望為代謝紊亂的防治提供新的策略。

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