脂肪吃多也不用怕,讓腸道細菌幫助減肥
2019年06月18日09:59

  來源:學術經緯

  You are what you eat。這句話的作者雖不可考,解釋權倒可以歸腸道細菌。我們攝入的食物最終為腸道內的百萬億微生物提供了營養物質,而它們“享用”之後的代謝產物,又影響著我們的各種生理過程和健康狀態。

  在最新一期《科學》子刊Science Translational Medicine上,有項新研究在飲食引起的肥胖問題和腸道細菌之間找到了重要的一環。賓夕法尼亞大學醫學院的科學家們在脂肪組織中發現一組小分子RNA,它們受腸道細菌的代謝產物影響,調節著脂肪規模和體重。這一發現為治療肥胖和肥胖相關疾病指出了潛在的靶標。

  在這項研究中,Jorge Henao-Mejia教授和同事們給一些小鼠準備了高脂肪的飲食,等小鼠吃胖後,檢查它們的白色脂肪組織與吃普通鼠糧的苗條小鼠有何不同。畢竟,肥胖最明顯的特徵就是白色脂肪組織過多。

  在白色脂肪組織中,他們把關注點放在了一類被稱為微小RNA(miRNA)的分子上。miRNA是小片段的非編碼RNA,廣泛表達在動植物中,調節基因表達,有人稱之為基因表達的“微調器”。研究人員發現,在高脂飲食的胖小鼠體內,被稱為miR-181家族的miRNA在白色脂肪組織中特異性地增多。

▲miR-181家族有3個基因簇,包括6個成熟miRNA。高脂肪飲食條件下,它們在白色脂肪組織中表達增加,在其他組織中則沒有變化(圖片來源:參考資料[1])
▲miR-181家族有3個基因簇,包括6個成熟miRNA。高脂肪飲食條件下,它們在白色脂肪組織中表達增加,在其他組織中則沒有變化(圖片來源:參考資料[1])

  為了確認脂肪中的這組miRNA和肥胖的關係,研究人員把動物體內的miR-181敲除了一部分。這些miR-181有缺失的小鼠,表現出了一種令人羨慕的“體質”:脂肪吃多也不胖!

  進一步檢測全身代謝發現,同樣吃高脂飲食,缺失miR-181的小鼠有更高的能量代謝,在消耗能量時除了碳水化合物外還會更多把脂肪作為能量來源。與此同時,高脂肪飲食容易引起的高血糖和炎症,在這些小鼠身上也沒有出現。換句話說,少了miR-181,小鼠們不用管住嘴,就能抵擋肥胖、胰島素抵抗、炎症的問題。

▲缺失miR-181的小鼠(DKO),在高脂飲食的條件下,脂肪細胞的個頭還是小小的,不像普通小鼠那樣脹大(圖片來源:參考資料[1])
▲缺失miR-181的小鼠(DKO),在高脂飲食的條件下,脂肪細胞的個頭還是小小的,不像普通小鼠那樣脹大(圖片來源:參考資料[1])

  既然是這類miRNA在脂肪組織里搞事情,研究人員自然想要找出有什麼可以調控它們下降。在腸道細菌可能產生的數千種代謝產物中,他們發現與免疫或代謝有關的一些常見分子,例如短鏈脂肪酸、膽汁酸等,並不影響miR-181在白色脂肪組織中的表達。

  然而,在對高脂飲食小鼠的腸道內容物做代謝組學的分析後,研究人員有了新發現。在600多種代謝產物中,他們注意到一種化合物“吲哚3-羧酸“(I3CA),它的表達隨著小鼠增肥和miR-181的增加而顯著減少。

▲在高脂飲食的條件下,I3CA是表達量顯著減少的腸道細菌代謝產物,它和吲哚都是色氨酸代謝衍生物(圖片來源:參考資料[1])
▲在高脂飲食的條件下,I3CA是表達量顯著減少的腸道細菌代謝產物,它和吲哚都是色氨酸代謝衍生物(圖片來源:參考資料[1])

  I3CA是吲哚的一種衍生物,兩者都是腸道細菌分解食物中色氨酸的代謝產物。在脂肪細胞的體外分化實驗顯示,這兩種色氨酸代謝產物都可以抑製miR-181的表達。

  體內實驗進一步證明,腸道菌群產生的色氨酸代謝物可以通過miRNA調節小鼠的體重和脂肪量。在給高脂肪飲食小鼠施加吲哚後,白色脂肪組織中的miR-181表達下降,吃胖程度也隨之減輕。

  值得注意的是,色氨酸代謝產物不僅在肥胖小鼠體內下降,研究小組檢測了一些肥胖的人類兒童,同樣在他們的血樣中發現吲哚水平比正常兒童低。而在肥胖的成人中,也發現MIR-181的一個基因簇在脂肪組織中有顯著上調。

  這些結果提示,當飲食引起腸道菌群失調時,或許可以從細菌代謝產物到調節基因表達的微小RNA家族miR-181入手,來直接調節脂肪組織和能量代謝,幫助治療肥胖。

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