从小鼠身上，微生物组对代谢性疾病影响的线索

肠道中的微生物群落被称为微生物组，已被证明与宿主生物的基因协同工作，以调节胰岛素分泌，胰岛素分泌是代谢疾病糖尿病发病的一个关键变量。

这是本周(2017年2月14日)发表在该杂志上的一项研究的主要发现细胞的报道由威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员艾伦·阿蒂和费德里科·雷伊领导的团队。新的报告描述了在老鼠身上进行的实验，这些实验显示了宿主动物的遗传变异如何塑造微生物群——一个丰富的生态系统，主要是居住在肠道中的有益微生物——并为代谢疾病的发生设定了条件。

“我们正试图用遗传学来找出细菌是如何影响糖尿病和新陈代谢的，”阿蒂解释说，他是威斯康星大学麦迪逊分校的生物化学教授，也是这项新研究的通讯作者。

剥开复杂的相互作用基因雷伊、阿蒂和他们的同事们开始研究宿主基因如何塑造微生物组的组成，并对动物的表型产生影响，并最终导致饮食诱导代谢性疾病．

人们早就知道，糖尿病等代谢性疾病会受到基因和饮食的影响。了解生活在肠道中并帮助处理营养物质的微生物的作用，不仅有助于更全面地了解基因、饮食和疾病之间的联系，而且可能是确定导致糖尿病等疾病的基因的途径。

“我们在问这两者之间是否存在因果关系肠道微生物群和(疾病)表型，”阿蒂说。“基因是锚。如果某样东西与某个基因有关，那它就是一种真正的因果关系，而不仅仅是相关性。”

为了利用这种方法，威斯康星大学的这项新研究采用了八种小鼠，它们的遗传遗传总体上反映了人类的遗传多样性。

“这些小鼠表现出巨大的表型多样性，”阿蒂说。“有些人很瘦。有些人容易肥胖。有些对肥胖有抵抗力。其中一些表型可以部分由肠道微生物群传播。”

基因对微生物组组成影响的线索来自于一些实验，这些实验将小鼠饲养在无菌环境中，并以高脂肪和高糖的饮食进行挑战。通过粪便移植，微生物群落可以在菌株之间有效地交换，帮助研究人员了解基因和微生物群落之间的相互作用。

“我们的研究表明，很多遗传变异我们在这八种小鼠中看到的是反映在它们的微生物群落中，”威斯康辛大学麦迪逊分校的细菌学教授、该研究的通讯作者雷伊指出。“我们有证据表明，肠道微生物群的组成是由小鼠的基因组控制的。我们正试图找到控制肠道菌群组成和(决定)宿主表型的基因。”

作为对饮食的回应，威斯康辛州的研究小组观察到一种“显著的变化”老鼠他们的基因使他们容易患糖尿病。他们还注意到动物肠道微生物群的组成也随之发生了变化。雷伊和阿蒂认为，有些细菌可能与体重、葡萄糖和胰岛素水平等代谢特征有关。

微生物组在处理营养物质中起着至关重要的作用。没有被宿主(如老鼠或人类)直接代谢的食物随后在肠道中被微生物组中的细菌处理。当微生物代谢食物时，它们会产生数量惊人的小分子、化学物质和激素，这些物质在宿主体内循环，并影响动物的健康。

在这些代谢物中，可能总共有多达2万种，是所谓的短链脂肪酸，它在肠道和肝脏、胰腺等相关器官中起着信号分子的作用。特别是，它们是能量和葡萄糖的关键调节器。

肠道微生物还通过改变肝脏产生的胆汁酸来影响宿主的生理，这些胆汁酸也被微生物组处理，产生对疾病和健康产生影响的次生代谢物。

在这项研究中，喂食丰富饮食并接受微生物组移植的小鼠帮助威斯康星大学的研究小组揭示了可归因于两种不同移植微生物组的功能差异，包括两者之间的联系肠道微生物组而且胰岛素分泌．

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