集萃药康无菌鼠助力探究抗性淀粉重塑肠道微生物对抗肥胖新方向
近日,Nature Metabolism杂志刊登了一篇题为“Resistant starch intake facilitates weight loss in humans by reshaping the gut microbiota”研究论文[1]。文章中,研究者通过随机临床研究、多组学分析、SPF/抗生素清扫(ABX)小鼠(集萃药康)粪菌移植实验发现,抗性淀粉可以提高肥胖患者体内青春双歧杆菌Bifidobacterium adolescentis(B. adolescentis)的丰度,改善肥胖相关代谢指标;并通过向SPF和无菌鼠(集萃药康)的单菌定殖实验,发现B.adolescentis可通过上调小肠ANGPTL4的产生,抑制脂质吸收、恢复肠道屏障损伤,减轻循环炎症和脂多糖(LPS)水平及抑制脂肪组织中TLR4/NF-κB通路提高靶组织对FGF21的敏感性等途径缓解肥胖和胰岛素抵抗。
图1.论文信息
首先,研究团队开展了一项针对超重肥胖受试者的随机对照、交叉设计临床试验(图2A),结果显示,8周的抗性淀粉结合平衡膳食干预后超重肥胖受试者的体重平均减轻2.8kg(图2B),体脂肪量显著减少(图2C),钳夹评估的胰岛素敏感性显著改善(图2D),而在对照淀粉干预期间未见这些效果。
图2.临床试验研究及结果
接着研究人员对受试者进行了宏基因组学研究,发现抗性淀粉干预重塑了肠道微生物组成。其中,青春双歧杆菌Bifidobacterium adolescentis(B. adolescentis)的丰度在抗性淀粉干预后显著升高,并且与多种代谢指标密切相关(图3A)。将两种干预后的受试者粪便菌群移植给饮食诱导的肥胖小鼠,相对于接受对照淀粉干预粪菌移植的小鼠,接受抗性淀粉干预粪菌移植小鼠的体重(图3B)与体脂肪量降低(图3C),炎症改善(图3D),肠道通透性降低(图3E),循环LPS减少(图3F),这提示抗性淀粉重塑的肠道菌群可改善由肥胖引起的相关症状,抵抗肥胖。
图3.FMT试验及相关结果
为进一步验证关键菌B. adolescentis的丰度与肥胖改善的因果关系,研究者在SPF小鼠模型中进行了B. adolescentis单菌干预实验(图4A),结果发现除上述内容外B. adolescentis还可以抑制脂肪组织中TLR4/NF-κB的激活,提高靶组织对FGF21的敏感性(图4B);上调小肠ANGPTL4的产生,抑制食物中的脂质吸收(图4C),从而对抗肥胖和胰岛素抵抗。
研究者进一步在无菌鼠模型中进行了抗性淀粉合并B. adolescentis的干预实验,发现抗性淀粉的减肥获益依赖于肠道微生物,该作用部分通过B. adolescentis介导。
图5.无菌鼠抗性淀粉合并B. adolescentis干预实验及结果
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