肠道微生物群有多重要?这可能取决于你的基因

我们的肠道微生物群——生活在消化道中的细菌——在我们的健康中起着重要作用。世界各地的科学家都在研究操纵微生物群的疗法，包括益生菌(比如酸奶中的活菌培养物)、益生元(旨在促进有益细菌生长的可食用纤维)、抗生素以及从健康人身上移植微生物。

乔斯林糖尿病中心的研究人员现在正在阐明这种微生物组治疗的成功是如何受到正在治疗的个人或动物的遗传影响的。

在今天发表在网上的研究中临床研究杂志乔斯林大学的一组研究人员报告了在三种基因不同的小鼠(两种关系密切，一种关系较远)中进行的实验。他们发现，给老鼠服用抗生素对它们的肠道微生物群产生了非常不同的影响胰岛素敏感性，组织炎症和相关代谢功能，如血糖，这取决于老鼠的遗传背景。

乔斯林的首席学术官、哈佛医学院医学教授c·罗纳德·卡恩(C. Ronald Kahn)说:“我们研究的潜在意义是，基因背景将对改变肠道微生物群的反应产生巨大影响，不仅在小鼠身上，在用于胃肠和代谢疾病治疗的人类身上也是如此。”

“我们的研究表明，有些人在遗传上比其他人更容易受到微生物组的影响，而改变微生物组的治疗方法会对一些人产生很大的影响，但对另一些人则不会，”该论文的高级作者卡恩说。“因此，了解这些遗传因素可能在预测微生物组疗法对肥胖和代谢疾病的未来有用性方面发挥重要作用。”

在研究的三种小鼠中，一种易于患糖尿病和肥胖症，另一种易于患肥胖症但不患糖尿病，第三种不容易患这两种疾病。这些小鼠被放置在高脂肪饮食中，这增加了患这两种疾病的几率。接下来，他们服用了医学上常用的两种抗生素中的一种，一种能被血液吸收，另一种不能，每种抗生素对微生物组都有不同的影响。

研究人员发现，在易患肥胖症和糖尿病的小鼠中，使用任何一种抗生素治疗不仅改变了肠道微生物群，还改善了小鼠的新陈代谢——降低血糖，减少组织炎症，增加胰岛素信号。但在另外两种类型的小鼠中，微生物群的变化并没有带来这些积极的代谢变化。

通过将肠道微生物从服用抗生素的小鼠转移到缺乏正常肠道微生物的小鼠，可以复制易患肥胖症和糖尿病小鼠的许多代谢变化。卡恩说，这一发现支持了一种假设，即抗生素对微生物组的影响，而不是其他生物机制，推动了代谢变化。

研究人员开始探索小鼠之间代谢的变化，发现一个重要因素是小鼠对胆汁酸代谢变化的反应。卡恩解释说，胆汁酸是由肝脏分泌到肠道的分子，在那里它们有助于脂肪的吸收。此外，肠道中的细菌通过化学方式将胆汁酸改造成可重新吸收到血液中的形式，并有助于对炎症做出反应。

抗生素对胆汁酸代谢的影响在三个菌株中有所不同老鼠，这在一定程度上解释了为什么不同的菌株表现出不同的反应组织炎症胰岛素信号等代谢功能．卡恩说:“因此，我们利用这些动物模型证明了微生物群变化和炎症变化之间的联系，炎症变化有助于胰岛素抵抗。”

乔斯林学院的研究人员正在对其进行更详细的研究胆汁酸而其他代谢物(小分子)则参与代谢的控制。

“胆汁酸只是冰山一角，”卡恩说。“在正在进行的研究中，我们已经确定了数百种人类代谢物，它们对饮食和抗生素的反应有很大变化。我们正试图追踪这些代谢物究竟是什么，它们如何影响胰岛素敏感性，以及哪些将是血糖或体重增加的重要调节因素，这是我们真正想要改善2型糖尿病患者的两个因素。”

他说，研究小组还将研究这些经过修饰的代谢物如何影响从饮食行为到抑郁和焦虑等临床行为。

卡恩说，当这些机制得到更好的理解时，研究人员将能够更好地预测哪些患者对微生物组治疗的反应最好。他说:“如果我们能确定哪些人最有可能从改变微生物组中受益，我们可能会在他们中间发现很大的影响。”

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