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                  案例分享

                  代謝組學在研究肥胖與腸道菌群中的新應用

                  發布日期:2017.06.25

                  肥胖已經成為了全球新的疾病,并且是引起包括2型糖尿病、 心血管疾病和某些癌癥在內的疾病的主要危險因素。而在我國,隨著經濟水平和生活質量的不斷調高,因肥胖而帶來的問題也為個人和社會帶來沉重的負擔。因此,對于肥胖病的研究,具有重要意義。

                  隨著科研水平的不斷進步,腸道菌群這一對象在科研界受到越來越多的關注,越來越多的研究成果表明,肥胖與腸道菌群之間具有密切關聯,腸道菌群是通過改變宿主的能量吸收和儲存進而導致肥胖的重要環境因素,通過前人的研究我們知道腸道微生物微生態失調與肥胖和型糖尿病等代謝性疾病具有關聯,西方人群的研究結果表明,腸道菌群的結構、細菌多樣性在肥胖人群中顯著下降。

                  但是,在我們中國肥胖和正常人群中,腸道菌群具有哪些特征?這篇論文,將為我們回答這個問題。這一研究,由瑞金醫院內分泌團隊耗時近十年,匯集了隊列人群研究、動物試驗、臨床干預3大研究步驟,條分縷析,層層深入,從而最終發表在Nature MedicineIF=29.89)這樣的頂級期刊上,這也為我們中國人的醫學界和科研界狠狠長了一次臉。

                  以下為大家簡單解一下本論文,本論文的研究主要從以下三個方面展開:

                  1. 通過選取建立高質量的人群樣本信息,收集他們的糞便樣本對其進行腸道菌群結構情況分析,發現相較于肥胖者的腸道菌群構成的基因數量和多樣性都低于正常體重人群。并且,進一步采用宏基因組技術,將腸道菌群的35萬個肥胖相關基因標記并分類,建立了217個肥胖相關的metagenomiclinkage groups(MLG),并進行測序。通過測序,研究團隊發現:相較于肥胖人群,正常人群的腸道菌群構成更加豐富,數量更加龐大,且彼此間精密關聯。以上內容見下圖:nm.4358-F1.jpg

                  2. 通過對比研究發現,肥胖人群腸道中的一種與脂肪酸代謝相關的名為多形擬桿菌(Bacteroides thetaiotaomicron,下稱BT菌)的含量顯著低于正常人群。那么BT菌是如何影響脂肪酸代謝并且影響個體的體重?研究團隊使用了另外一門新型關鍵技術——代謝組學(Metabolomics,“譜領生物”作為本次代謝組學實驗的服務商),研究團隊發現了谷氨酸鈉在其中起到關鍵作用。研究團隊為了驗證猜想,用BT菌給小鼠灌胃,發現可以降低血清中谷氨酸水平,增加細胞對于脂肪分析和脂肪酸氧化的過程,從而降低脂肪酸堆積,減輕體重。通過代謝組學技術,研究團隊發現,BT菌促進了谷氨酸鹽代謝為GABA,從而降低了血樣中谷氨酸的濃度。同時,無論在正常飲食還是高脂肪酸飲食條件下,用活BT菌喂養小鼠,都可以減少脂肪堆積和減輕體重。因此,研究團隊得出了無論是正常飲食還是高脂肪酸飲食,BT菌都能夠顯著降低脂肪含量,減緩體重增長。見下圖:nm.4358-F3.jpg

                  3. 最后,研究團隊還需要驗證BT菌在人群個體中減肥意義,研究團隊與瑞金醫院的沈柏教授團隊合作,選擇了接受減重手術人群,分析接受袖裝袋切除術的肥胖患者手術前后腸道菌群的變化。

                    果不其然,在手術3個月后,肥胖患者腸道內的BT菌顯著升高,并且血清中谷氨酸濃度也明細下降,和正常人基本一致。通過這個結果,研究團隊推斷:BT菌水平的回復對于肥胖患者的減重有所幫助。見下圖:



                  當然,作者在也提到,越來越多的研究表明,腸道菌群對于肥胖的發展起到重要作用,而BT菌在調節代謝上,是如何與其他特殊的微生物群體合作的,都需要進一步的研究。

                  最后,作者還指出,通過這個研究,證明了過量食用含谷氨酸的食品,如味精等中國人普遍喜愛的食品添加劑,可能與中國人成人體重超重成正相關。另外通過給小鼠灌胃BT菌,能增加脂肪分解速度,而谷氨酸誘導的肥胖細胞的脂肪分解速度較低。鑒于谷氨酸與胰島素抵抗之間的關聯,這一研究又在另外一個維度增加了我們對于BT菌對于人體健康的有益影響。當然后續的研究依然需要進一步展開。

                  這篇論文,研究團隊多年的成果也拓展了我們對于腸道菌群與肥胖之間關聯的認識,提出了未來對于肥胖病治療的一種新的模式。


                  解讀部分根據論文主體、網絡資料和現有知識整理匯總得到,如因此引起任何問題,請及時聯系我們溝通改正。

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                  從實驗設計到最終的生物學分析,譜領生物提供國際一流的專家級代謝組學服務。


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