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根据威尔康奈尔医学院和康奈尔大学伊萨卡校区博伊斯汤普森研究所的研究人员进行的一项新的临床前研究，有益的肠道微生物和身体共同调节脂肪代谢和胆固醇水平。
根据威尔康奈尔医学院和康奈尔大学伊萨卡校区博伊斯汤普森研究所的研究人员进行的一项新的临床前研究，有益的肠道微生物和身体共同调节脂肪代谢和胆固醇水平。
人体与生活在肠道中的有益微生物（称为微生物群）共同进化，导致相互有利的关系，有助于消化食物和吸收宿主和肠道微生物生存所需的必需营养素。这些关系的一个核心方面是产生生物活性分子，促进食物的分解，使营养物质被宿主吸收。这些分子中最重要的一组被称为胆汁酸（也被称为“胆汁”），它由肝脏中的胆固醇产生，然后被输送到肠道，在那里它们促进脂肪的消化。
科学家们早就知道，肠道细菌会将胆汁酸修饰成一种形式，刺激一种名为FXR的受体，从而减少胆汁的产生。这项新研究发表在1月8日的《自然》杂志上，揭示了肠道细胞产生的一种酶将胆汁酸转化为另一种具有相反效果的形式。这种改变的形式，被称为胆汁酸-甲基半胱胺（BA-MCY），抑制FXR促进胆汁生成，帮助促进脂肪代谢。
“我们的研究表明，肠道微生物和身体之间存在着一种对话，这对调节胆汁酸的产生至关重要，”共同通讯作者David Artis博士说，他是吉尔·罗伯茨炎症性肠病研究所和弗里德曼营养与炎症中心的主任。
胆汁酸帮助消化系统将脂肪分解成身体可以吸收和利用的形式。“但现在已经很清楚，胆汁酸不仅仅是助消化；它们作为信号分子，调节胆固醇水平、脂肪代谢等，它们通过与FXR结合来实现这一切，FXR就像交通灯一样，控制胆固醇代谢和胆汁酸的产生，以避免过量的积累。”Frank Schroeder说。
现在Schroeder博士和Artis博士实验室的跨校园合作揭示了宿主在这一基本生物过程中的作用。该研究由助理教授Tae Hyung Won博士，威尔康奈尔医学院（Weill Cornell medicine）的Christopher Parkhurst博士；以及Mohammad Arifuzzaman博士共同完成。
博士之间的多学科合作
Artis和Schroeder成功地融合了免疫学、化学生物学和宿主-微生物群相互作用等生物医学学科。在这项研究中，他们使用了一种称为非靶向代谢组学的技术来识别有和没有肠道微生物的小鼠产生的所有分子。通过比较两者，他们能够区分哪些分子是由肠道微生物产生的，哪些是由身体产生的。BA-MCYs是由小鼠产生的分子，但仍然依赖于肠道微生物的存在。
“BA-MCYs展示了一种新的范例：不是由肠道微生物产生的分子，但仍然依赖于它们的存在，”共同第一作者Won博士说。通过一系列的实验，研究人员展示了人体是如何产生BA-MCYs的，以及这些分子是如何为身体提供一种方式来抵消微生物的信号，以产生更少的胆汁酸，防止胆固醇代谢的减缓。
“这种平衡是至关重要的，当肠道细菌产生大量强烈激活FXR的胆汁酸时，身体会通过制造BA-MCYs来进行反击，确保胆汁酸系统保持平衡。”
研究人员还在他们的临床前模型中表明，提高BA-MCY水平有助于减少肝脏中的脂肪堆积，增加膳食纤维的摄入量也能提高BA-MCY的产生。“重要的是，在人类血液样本中也检测到BA-MCYs，这表明类似的机制可能发生在人类身上，”Arifuzzaman博士补充说。
该结果可能提示代谢紊乱的潜在治疗靶点，包括脂肪肝、高胆固醇和肥胖相关疾病。他们还建议，增加某些形式的纤维摄入量等饮食方法可能有助于支持身体的制衡系统。合作者的下一步是更多地了解这些过程是如何被调节的，并在不同的疾病状态下研究这种类型的微生物-肠道串扰。
研究人员表示，他们的研究方法也可以帮助研究人员研究肠道微生物群在各种疾病中的作用，从感染和慢性炎症到肥胖和癌症。
“我们的论文是使用非靶向代谢组学和化学的路线图，以更好地了解肠道微生物群和身体之间的对话如何影响一系列疾病，”Artis博士说。
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