通过微生物群饮食影响表观遗传学的改变

你是你吃什么,一句老话,但是为什么是这样吗?研究人员知道,饮食影响的微生物平衡我们的身体,但如何转化为影响主机还没有理解。现在,小鼠的研究表明,微生物与宿主通过发送代谢物,histones-thus影响基因转录不仅在结肠,而且在身体的其他部位的组织。研究结果发表在11月23日分子细胞。

”这是第一次我们的希望是一个长期的,富有成效的研究,以了解肠道微生物之间的联系及其对宿主健康的影响,”约翰·Denu说生物分子化学教授威斯康辛大学麦迪逊和该研究的资深作者之一。“我们想看看是否肠道微生物群影响表观遗传编程不同的宿主组织。”These tissues were in the proximal colon, the liver, and fat组织。

在这项研究中,研究人员首先将无菌鼠与那些活跃肠道微生物,发现肠道微生物群在几个组织改变宿主的表观基因组。接下来,他们比较的老鼠被喂食正常食物的饮食后,老鼠的西式diet-one低碳水化合物和纤维和高脂肪和单糖。符合其他研究者的先前的研究,他们发现肠道微生物群正常的食物饮食的老鼠不同于那些西部的饮食。

“当主机使用的饮食富含复杂的植物多糖(如纤维),有更多的食物可供微生物在肠道,因为不像简单的糖解释说,人类细胞不能使用它们,“费德里科•雷伊,威斯康辛大学麦迪逊分校的助理教授细菌学和其他研究的资深作者。

此外,他们发现小鼠给予西方饮食没有产生某些代谢物在同一水平,老鼠吃健康的饮食。“我们认为这些metabolites-the短链脂肪酸乙酸、丙酸和丁酸盐,这主要是由微生物发酵的纤维可能是重要的驾驶的一些表观遗传效应,我们观察到小鼠组织,”Denu说。

下一步是连接代谢物产量的变化表观遗传变化。当他们看着老鼠的组织,他们发现全球组蛋白乙酰化和甲基化的差异基于饮食的老鼠食用。“我们的发现表明一个相当深远的影响在主机在染色质水平的改变,“Denu解释道。“这种机制通过微分基因表达影响宿主的健康。”

确认代谢物驾驶的表观遗传变化,研究人员然后接触无菌鼠三个短链脂肪酸通过饮水来确定这些物质,足以引起的表观遗传变化。观察小鼠的组织后,他们发现老鼠的表观遗传特征与补充水模仿老鼠殖民的微生物繁荣健康的饮食。

需要做额外的工作将这些发现老鼠成人类。“很明显这是一个复杂的任务,“Denu说。“但是我们知道人类微生物群也生成这些短链脂肪酸,等离子体中,你会发现他们人类,所以我们推测同样的事情。”

雷伊补充说,butyrate-producing细菌往往发生在低水平在糖尿病和心血管疾病的人,和丁酸盐也被认为在肠道抗炎作用。

但调查人员不提倡补充饮食与短链脂肪酸在饮食健康。“水果和蔬菜有很多复杂的多糖,”雷说。“他们有很多其他组件,包括多酚类物质,也在肠道代谢和可能影响染色质主机我们还不了解的方式。短链脂肪酸是冰山一角,但他们并不是故事的全部。”