乙酰化纤维素通过肠道共生菌消耗宿主可利用碳水化合物抑制体重增加

生物通首页 > 今日动态 > 正文

乙酰化纤维素通过肠道共生菌消耗宿主可利用碳水化合物抑制体重增加

时间：2025年5月17日

来源：Cell Metabolism

编辑推荐：

该研究探讨靶向肠道菌群的益生元在治疗肥胖中的作用机制，发现乙酰化纤维素（AceCel）通过重塑菌群驱动的碳水化合物代谢，促进脂肪酸氧化、减少体重增加，其机制与肠道简单糖消耗及菌群依赖有关，为肥胖治疗提供新策略。

肥胖已成为全球健康危机，与多种严重疾病相关。当前治疗策略存在局限性，因此探索新的有效方法至关重要。肠道菌群在代谢调控中起关键作用，靶向菌群的益生元可能成为治疗肥胖的新途径。

乙酰化纤维素（AceCel）对体重及代谢表型的影响

研究发现，AceCel 可显著抑制野生型和 ob/ob 小鼠的体重增加，减少肝脏质量及脂肪组织质量，改善葡萄糖耐量和胰岛素敏感性，减轻肝脏脂肪变性。而乙酸钠（AceNa）无此效果，提示 AceCel 的作用可能与肠道内局部乙酸释放有关。

AceCel 促进肝脏脂肪酸氧化

代谢笼实验显示，AceCel 降低小鼠光周期的呼吸商（RQ），抑制碳水化合物氧化，促进脂肪酸氧化。基因表达分析表明，AceCel 上调肝脏中与脂肪酸氧化相关的基因，如 Ppara、Cpt1a、Hmgcs2 等，同时下调脂肪酸合成基因 Fasn。即使在短期（24 小时）干预中，AceCel 也能快速诱导脂肪酸氧化相关基因表达，且不依赖食物摄入变化。

AceCel 耗竭肠道糖原并抑制肝脏糖代谢

AceCel 干预导致小鼠肝脏糖原含量降低，尤其是在 fasting 状态下。同时，肝脏中糖异生和糖原代谢相关基因（如 Pck1、Pygl、Gys2）表达上调，提示 AceCel 可能通过模拟 fasting 状态，促进碳水化合物消耗，进而驱动脂肪酸氧化。门静脉葡萄糖水平降低表明肠道葡萄糖吸收减少，与肠道菌群消耗碳水化合物有关。

代谢效应依赖肠道菌群

无菌（GF）小鼠中 AceCel 无减重效果，而在定殖拟杆菌属（Bacteroides）的小鼠中，AceCel 可抑制体重增加并调节代谢基因表达。16S rRNA 测序显示，AceCel 显著改变盲肠菌群组成，增加拟杆菌目（Bacteroidales）丰度，其丰度与体重变化呈负相关。代谢组分析表明，AceCel 减少盲肠中麦芽糖、蔗糖、葡萄糖等简单糖，增加琥珀酸、富马酸等发酵产物，这些代谢物与简单糖呈负相关。

乙酸增强拟杆菌属的碳水化合物代谢

体外培养实验表明，乙酸促进拟杆菌（如 B. thetaiotaomicron）的生长及葡萄糖消耗，上调其碳水化合物转运和代谢基因（susG、susB、glkA）的表达。AceCel 在体内也可增加定殖小鼠盲肠中拟杆菌的丰度及相关基因表达，提示乙酸通过增强拟杆菌的碳水化合物代谢能力，促进肠道对宿主可利用糖的消耗。

结论与展望

本研究揭示 AceCel 通过靶向肠道菌群，促进拟杆菌属对碳水化合物的发酵代谢，减少宿主可利用糖，从而诱导肝脏脂肪酸氧化、抑制体重增加。该机制不依赖 SCFA 受体信号，为肥胖治疗提供了以肠道菌群为靶点的新益生元策略。尽管存在直接效应的可能性及菌群复杂性等局限，AceCel 仍展现出调控宿主 - 菌群代谢互作的潜力，为开发有效且安全的肥胖治疗方法奠定了基础。