近日，日本國立生物醫(yī)學創(chuàng)新、健康與營養(yǎng)研究所國澤純教授領銜的團隊，在人群隊列中發(fā)現腸道細菌Bw（Blautia wexlerae）與肥胖和2型糖尿病呈負相關，體內外實驗證實Bw菌能減重、抗炎和減輕胰島素抵抗，機制探究發(fā)現，Bw菌通過代謝產物重塑腸道環(huán)境。相關研究發(fā)表于《自然通信》（Nature communications）上。

　　數據顯示，全球范圍內，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）的人數超過了20億。肥胖給全身健康帶來負面影響，大大增加了罹患糖尿病等代謝相關疾病的風險。而腸道菌群失調被認為是促成肥胖和2型糖尿病的一個關鍵因素，有研究發(fā)現，和正常體重人士相比，肥胖人士的腸道菌群構成發(fā)生變化，提示某些腸道細菌與肥胖的關系非同一般。

　　研究人員首先在一項人群隊列研究中，對217名成年受試者進行腸道菌群檢測，并結合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性。進一步分析發(fā)現，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有4屬腸菌發(fā)生變化。巨球型菌屬（Megasphaera）豐度增加，經黏液真桿菌屬（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菌等幾種腸道內豐富的細菌。既往研究發(fā)現，腸道Blautia越豐富，內臟脂肪面積越小，而內臟脂肪面積是代謝疾病風險的肥胖標志物。因此，Blautia成為體重和糖尿病相關腸菌的研究重點。

　　研究人員又招募了195名來自不同地區(qū)的參與者作為驗證隊列，檢驗Blautia與肥胖的關系，證實了肥胖人士腸道內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Bw菌在Blautia中占據主導地位，其相對豐度幾乎等于Blautia的總體豐度。這些結果表明，Bw菌是體重相關腸菌，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，Bw菌能改善高脂飲食誘導的肥胖和糖尿病。

　　為了確定Bw菌控制肥胖和糖尿病的有效代謝產物，研究人員對Bw菌的代謝進行了通路分析，發(fā)現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特之處。就氨基酸代謝而言，Bw菌產生大量的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種物質處理脂肪細胞，發(fā)現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，表明這些化合物具有調節(jié)脂代謝和抗炎的作用。就碳水化合物代謝而言，Bw菌胞內富含直鏈淀粉，并利用淀粉直接產生琥珀酸、乳酸和乙酸這3種短鏈脂肪酸。短鏈脂肪酸能經腸肝軸減少脂肪堆積和炎癥反應，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菌并不能直接產生丙酸和丁酸，提示Bw菌促進了產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，產生丙酸和丁酸。這些結果表明，Bw菌通過增加腸道內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，這項研究結合人群隊列、動物實驗和細胞實驗，篩選并鑒定出一種新的與肥胖和2型糖尿病負相關的益生菌──Bw菌。Bw菌憑借其獨特的氨基酸和碳水化合物代謝產物，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)現揭示了微生物代謝對宿主的獨特調節(jié)途徑，有望為代謝紊亂的防治提供新的策略。