饮食的变化通过微生物群地影响表观遗传学

俗话说，你吃什么就像什么，但这是为什么呢?研究人员早就知道饮食会影响我们体内的微生物平衡，但这如何转化为对宿主的影响还不清楚。现在，对老鼠的研究表明，微生物通过发送代谢产物作用于组蛋白来与宿主沟通，从而不仅影响结肠中的基因转录，还影响身体其他部位的组织。研究结果发表在11月23日分子细胞。

“这是我们希望是一个长期富有成效的研究，了解肠道中微生物组之间的联系及其对宿主健康的影响，”威斯康星大学生物分子化学教授John Denu说，麦迪逊和学习的高级作者之一。“我们想看看肠道微生物群是否会影响主持人的各种不同组织中的表观遗传编程。”这些组织在近端结肠，肝脏和脂肪中组织。

在该研究中，研究人员首先将毒性小鼠与具有活性肠道微生物的人进行比较，并发现肠道微生物会在几个组织中改变宿主的外观蛋白酶。接下来，他们将喂养正常味道饮食的小鼠与喂养西方饮食的小鼠进行比较，该小鼠在复杂的碳水化合物和纤维和脂肪和简单的糖中高。与其他研究人员的研究一致，他们发现了肠道微生物群喂养正常味道饮食的小鼠与喂养西方饮食的小鼠不同。

“当宿主消耗富含复杂植物多糖的饮食（如纤维）时，肠道中的微生物有更多的食物，因为与...不同简单的糖该研究的另一位资深作者、威斯康辛大学麦迪逊分校细菌学助理教授费德里科·雷伊(Federico Rey)解释道。

此外，他们发现鉴于西方饮食的小鼠并没有产生与在同一水平中产生某些代谢物的小鼠，作为饮食更健康的饮食。“我们认为那些代谢物 - 短链脂肪酸Denu说，乙酸盐，丙酸盐和丁酸盐主要由微生物发酵的微生物发酵的纤维发酵产生的是重要的，这对于我们观察到的一些表观遗传效应。“Denu说。

下一步是将代谢物生产的变化连接到表观遗传变化。当他们观察小鼠的组织时，他们发现了全局组蛋白乙酰化和甲基化的差异，这取决于小鼠所吃的食物。Denu解释说:“我们的发现表明，染色质改变对宿主有相当深刻的影响。”“这种机制通过不同的基因表达影响宿主的健康。”

为了确认代谢物驱动表观遗传变化，研究者通过其饮用水将无菌小鼠暴露于三种短链脂肪酸中，以确定这些物质是否足以引发表观遗传学变化。在看小鼠的组织后，他们发现用补充水的小鼠中的表观遗传签名模仿了通过在健康饮食上茁壮成长的微生物殖民的小鼠。

需要做更多的工作来翻译这些发现老鼠进入人类。“显然这是一个复杂的任务，”德尼说。“但我们知道人类微生物社区也产生这些短链脂肪酸，并且你在人类的血浆中找到它们，所以我们推测相同的事情正在进行中。”

Rey补充说，糖尿病和心血管疾病患者体内产生丁酸盐的细菌数量往往较低，而且丁酸盐也被认为在肠道中有消炎作用。

但调查人员不倡导补充饮食用短链脂肪酸作为一种健康饮食的方法。“水果和蔬菜不仅仅是复杂的多糖，”雷伊说。“它们还有很多其他成分，包括多酚，也在肠道中代谢，可能会影响肠道中的染色质。主持人以我们尚未理解的方式。短链脂肪酸是冰山的尖端，但它们不是整个故事。“

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