高膳食碳基铁会重塑肠道微生物群，并以时间依赖的方式降低肝脏对胰岛素的敏感性

高脂铁饮食重塑小鼠肠道菌群结构并增加多样性，伴随肝胰岛素信号通路磷酸化下降。铁代谢与微生物网络重构相互关联，但仅肝脏胰岛素敏感性受损。

摘要

肠道微生物组被广泛认为是调节宿主代谢和免疫的重要因素。微生物多样性的丧失可能导致肠道菌群失调，而这与心血管代谢疾病和炎症性疾病有关。铁对宿主和微生物来说都是一种重要的微量营养素，但其过量摄入是有毒的。为了研究饮食中铁对肠道微生物组和宿主代谢的影响，实验开始时将野生型小鼠从标准饲料转换为高铁饮食（含有2%的羰基铁），持续3周。其他组的小鼠仅在3周实验的最后3天或7天转换为高铁饮食；对照组小鼠则继续食用标准饲料。在实验开始时（t=0）和结束时（t=1）收集粪便样本用于微生物组分析，同时分析肝脏和骨骼肌样本中的Akt磷酸化情况，以评估胰岛素敏感性。摄入高量羰基铁显著改变了肠道微生物组，并以时间依赖的方式增加了α和β多样性。差异丰度和网络分析显示，相关菌科发生了广泛的分类学和结构重组，其中Akkermansiaceae、Rikenellaceae、Bilophila、Ruminiclostridium和Lactobacillus的数量显著增加，而Bifidobacteriaceae和Clostridiaceae_1的数量则减少。铁过载导致Akt磷酸化水平降低，这一现象在肝脏中明显，但在骨骼肌中不明显。这些结果表明，高羰基铁饮食会重塑肠道微生物组成，增加微生物多样性，并重组微生物群落网络。然而，铁过载会降低肝脏的胰岛素反应性。

图形摘要

小鼠摄入高量的膳食羰基铁会以时间依赖的方式改变肠道微生物组，增加整体微生物多样性并重组群落网络。这伴随着Akkermansiaceae、Rikenellaceae、Bilophila、Lactobacillus和Ruminiclostridium的选择性富集，以及Bifidobacteriaceae和Clostridiaceae_1的减少。尽管微生物组多样性增加，但铁过载仍会选择性损害肝脏的胰岛素信号传导，表现为Akt磷酸化水平降低，而骨骼肌的胰岛素反应性保持不变。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

宏基因组数据可在NCBI数据库中获取（BioProject ID：PRJNA1376141）。