细菌和哺乳动物基因组学如何相互作用来提高胰岛素抵抗

你的消化系统中数以万亿计的细菌在你的新陈代谢中扮演着重要的角色，它们与你患2型糖尿病、肥胖以及构成“代谢综合征”的相关疾病的风险有关，而“代谢综合征”已经成为一种全球健康流行病。患有糖尿病和肥胖的人类和动物模型的肠道细菌与没有患糖尿病和糖尿病的动物不同，当科学家将微生物群从肥胖的人类或动物转移到无菌的动物身上时，接受者更有可能变得肥胖或糖尿病。

现在在实验中老鼠本周报道了细胞代谢那researchers at Joslin Diabetes Centers have highlighted the ways in which the host's genes interact with the microbial genes to create such conditions, says senior author C. Ronald Kahn, M.D., Chief Academic Officer at Joslin Diabetes Center and Mary K. Iacocca Professor of Medicine at Harvard Medical School.

结果，这些研究人员发现，一种有肥胖基因倾向的小鼠，在与其他小鼠共享一个环境后，其肠道菌群发生了改变，从而对超重产生了抵抗力。

这些科学家还能够识别出某些细菌菌株，这些菌株似乎在人体中起着积极或消极的作用糖尿病那肥胖或者相关的代谢紊乱，部分取决于宿主动物的基因构成。

“我们的希望是，如果我们可以识别这些动物模型中的因果子，那么我们可以看看人类用于服务相同类型的功能，”Kahn博士说。“目标最终是获得纯化的微生物鸡尾酒，这些纯净的微生物针对肥胖或糖尿病的人类治疗设计师益生菌的治疗。”

科学家们发现，三种常见的小鼠模型——一种有肥胖和糖尿病倾向，一种有肥胖但不患糖尿病倾向，还有一种对这两种情况都有抵抗力——最初在它们的肠道中有非常不同的微生物种群。当老鼠吃高脂肪食物时，所有老鼠的微生物数量都发生了巨大变化。随着时间的推移，这些种群在所有的老鼠及其后代中变得更加相似，这些老鼠被关在同一个动物设施中。

“然而，当你改变微生物时，它对不同的老鼠有不同的影响，这取决于老鼠的遗传背景，”Kahn说。“一些动物，大概还有一些人，会有更多的食物代谢综合征含有某些微生物而不是其他动物。“

乔斯林研究人员培养了三种小鼠模型的新一代，然后测试了从这三种小鼠的微生物的无菌小鼠易患糖尿病或肥胖等捐赠者。

在这种微生物的直接转移之后，一些有糖尿病抵抗力的小鼠体重增加，血糖水平升高。在其他动物身上，“即使是代谢上有害的细菌也不会造成严重的问题，”卡恩博士说。“只有当动物具有让这些细菌生长并造成影响的遗传易感性时，它们才会成为问题。”

Kahn博士说，该研究中使用的DNA测序可以鉴定小鼠肠道中的约3,000种不同的细菌。测序可以量化特定细菌菌株的群是如何在给定的实验条件下变化的程度，使调查人员能够寻找与小鼠中的障碍的联系。

该领域的实验通常分析细菌组而不是个体菌株的作用。但乔斯林调查人员精确地针对某些菌株与肥胖和高血糖水平如诸如肥胖和高血糖水平的条件相关，这表明这些菌株有助于引起这些条件。

乔斯林团队计划向其中一些人提供无菌老鼠菌株看他们是否确实有助于推动胰岛素敏感性和其他代谢参数的变化。科学家们还将以其他方式检查改变微生物群人群的结果，例如给予小鼠抗生素。

这篇论文的主要作者是乔斯林学院的齐格弗里德·乌萨(Siegfried Ussar)和奥利弗·贝兹(Olivier Bezy)以及华盛顿大学的尼古拉斯·格里芬(Nicholas Griffin)。其他合著者包括Shiho Fujisaka、Sara Vienberg和Joslin的Samir Softic;布里格姆妇女医院的Deng Luxue和Lynn Bry;以及华盛顿大学的杰弗里·戈登。这项研究的主要支持来自美国国立卫生研究院。

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