CR：找到防糖尿病菌！科学家全面分析人体膳食纤维摄入与2型糖尿病关系，找到9种相关肠菌并发现降低糖尿病风险的肠菌代谢物

2024-04-15

微生物疗法临床研究

*仅供医学专业人士阅读参考增加膳食纤维摄入量，已成为改善血糖调节、增强胰岛素敏感性并预防2型糖尿病的重要策略。只不过，乱花渐欲迷人眼，面对“花枝招展”的超加工食品，大家都很难实现高纤维饮食。既然如此，那便有求于科学家们多动动脑筋，另寻他路，找到膳食纤维饮食预防糖尿病的机制，以制定更加可行的预防策略。美国阿尔伯特·爱因斯坦医学院的Qibin Qi等人通过对近万名社区居民的饮食情况、肠菌组成、血清代谢物水平等数据进行前瞻性研究，破解膳食纤维饮食预防糖尿病的神奇秘方。他们识别了9个与膳食纤维摄入和2型糖尿病相关的人体肠道细菌属，并揭示由肠道微生物产生、与2型糖尿病风险下降相关的几种代谢物。这项研究在人群队列而不是动物模型中，全面探索了膳食纤维、肠道微生物与2型糖尿病之间的相互作用，为我们提供了独特且宝贵的视角理解其中的复杂关联。论文于近日发表在Circulation Research期刊上。论文首页截图人类和动物实际上可以视为由自身细胞、微生物、基因、代谢产物共同组成的“超级有机体”，微生物产生的代谢物进入到血液循环中，对我们的代谢健康造成影响。当前已经有很多研究提供证据，支持体内微生物组成与疾病表型之间存在复杂关联。然而要想深入理解微生物如何具体影响疾病的发展，还需超越现有的相关性研究，探索其背后的具体机制。在这项研究中，研究者们首先利用8185名美国社区居民的数据，揭示较高的膳食纤维摄入量与较低的2型糖尿病发病率之间存在显著关联。与膳食纤维摄入量最低三分位（每天3.4-8.4g/1000大卡）相比，膳食纤维摄入量最高三分位（每天10.8-22.1g/大卡）的人2型糖尿病风险降低29%（95%CI 6%-47%；P=0.023）。随后，他们利用参与者的粪便样本进行多组学分析，鉴定了9种介导膳食纤维摄入与2型糖尿病风险之间相关性的肠道细菌属和酶，暗示肠道微生物可能通过参与膳食纤维的代谢过程来影响2型糖尿病风险。肠道微生物组分析利用代谢组学技术，研究者们对肠道微生物产生的代谢物进行分析。结果提示，膳食纤维主要借助两种肠道菌群铸造防御2型糖尿病的屏障，分别是Faecalibacterium菌属和Butyrivibrio菌属，这两种肠道中定植的菌属通过产生吲哚丙酸、3-苯丙酸、肉桂酰甘氨酸、隐黄素等有益的代谢物，发挥抗炎和抗氧化作用并改善葡萄糖代谢。另外一些与膳食纤维相关的菌属（例如Roseburia和Ruminococcus），对2型糖尿病风险的影响与其产生的代谢物无关。换句话说，部分肠道微生物可能通过其它途径影响人体的代谢健康，比如影响T细胞的活化和增殖。当然，也存在唱反调的菌群。研究者们鉴定了几种潜在的致病肠道微生物菌群，Lachnoclostridium和Acidaminococcus，它们能够产生N-乙酰葡糖胺、羟基天冬氨酸等已被证明会增加胰岛素抵抗和肥胖的代谢物，其定植与较低的纤维摄入量和较高的2型糖尿病风险有关。相关的代谢物总的来说，研究者们基于人群队列对膳食纤维摄入预防2型糖尿病的机制进行探索，相比于动物模型实验，其研究结果更加贴近实际人类健康状况。这项研究成果突出了肠道微生物在人类代谢健康和疾病中的重要作用，为精准营养和个性化医疗提供了强有力的科学支撑。参考文献：[1]https://www-ahajournals-org.libproxy1.nus.edu.sg/doi/10.1161/CIRCRESAHA.123.323634本文作者丨张艾迪