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我们的肠道是一个繁忙的活动中心，是数万亿微生物的家园，它们与我们的身体一起工作，保持我们的健康。最近的一项研究探索了这种伙伴关系的一个有趣方面：肠道细菌如何与宿主身体合作来调节胆汁酸，胆汁酸是控制消化、胆固醇水平和脂肪代谢的基本分子。
我们的肠道是一个繁忙的活动中心，是数万亿微生物的家园，它们与我们的身体一起工作，保持我们的健康。最近的一项研究探索了这种伙伴关系的一个有趣方面：肠道细菌如何与宿主身体合作来调节胆汁酸，胆汁酸是控制消化、胆固醇水平和脂肪代谢的基本分子。
博伊斯·汤普森研究所教授、该研究的通讯作者Frank Schroeder解释说：“胆汁酸在肝脏中产生，有助于消化脂肪。但现在已经很清楚，它们不仅仅是消化辅助工具；它们作为信号分子，调节胆固醇水平、脂肪代谢等。它们通过与一种叫做FXR的受体结合来实现这一切，FXR的作用就像交通灯一样，控制胆固醇代谢和胆汁酸的产生，以避免过量的积累。”
这就是微生物发挥作用的地方：肠道细菌可以改变胆汁酸，从而完全改变它们的活性。细菌可以将胆汁酸转化为强烈激活FXR的形式，向身体发出信号，减缓胆汁的产生，并改变脂肪代谢的其他方面。长期以来，科学家们一直想知道身体是如何抵消微生物对新陈代谢的阻碍的。
在刚刚发表在《自然》杂志上的一项研究中，Schroeder和他的团队发现了身体用来控制微生物影响的一个聪明的技巧（该研究以小鼠为模型）。他们发现，在肠道中，人体利用一种名为VNN1的酶，进一步将微生物胆汁酸修饰成一种名为BA-MCYs的新衍生物家族。与肠道细菌产生的形式不同，这些BA-MCYs充当FXR拮抗剂——本质上是打开FXR的“关闭开关”。这会促进而不是限制胆汁的产生。
Schroeder说：“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良好的调节。这种相互作用突出了肠道微生物是如何与宿主身体以一种动态的、互让的关系相互作用的。”重要的是，在人类血液样本中也检测到BA-MCYs，表明同样的机制也在人类中起作用。
这些发现对健康和疾病有着令人兴奋的意义。研究人员发现，提高小鼠的BA-MCY水平有助于减少肝脏中的脂肪堆积，这表明有可能治疗脂肪肝或高胆固醇等疾病。此外，增加纤维摄入量等饮食干预措施可提高BA-MCY的产生，提示饮食在管理该系统中的作用。
“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。
虽然这一发现揭示了以前隐藏的肠道化学层，但问题仍然存在。饮食和生活方式如何影响BA-MCY水平？这些化合物能帮助控制糖尿病或代谢综合征等疾病吗？未来的研究可以为个性化干预铺平道路，利用这种宿主-微生物伙伴关系来优化健康。
“我们的论文是使用非靶向代谢组学和化学的路线图，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。
这项研究揭示了我们的身体和肠道细菌是如何作为一个相互依赖的网络的一部分合作来维持代谢稳态的。它提醒我们，我们不只是个体——我们是生态系统，与我们体内的微生物世界有着复杂的联系。
博伊斯汤普森研究所（BTI）成立于1924年，位于纽约伊萨卡，BTI处于植物科学研究的前沿。我们的使命是推进、交流和利用植物科学的开创性发现，以发展可持续和有弹性的农业，改善粮食安全，保护环境，增进人类健康。作为康奈尔大学附属的独立非营利性研究机构，我们致力于激励和培养下一代科学领袖。更多信息请访问BTIscience.org。
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