Cell:腸道微生物可誘導機體減肥以應對低溫影響

作者:佚名 來源:生物穀 日期:15-12-09

  圖片來源:medicalxpress.com

  暴露於低溫下可以模仿運動的效應,從而保護機體抵禦肥胖並且改善代謝健康,刊登於國際雜誌Cell上的一篇研究報告中,來自日內瓦大學的科學家們發現,低溫對機體的有益健康效益或許部分是通過腸道微生物介導的,低溫會明顯改變小鼠腸道中細菌的組成,而菌群的改變對於燃燒脂肪非常關鍵,同時還可以幫助改善葡萄糖代謝及減肥。

  研究者Mirko Trajkovski教授表示,我們發現腸道微生物可以通過直接調節能量平衡來幫助我們機體適應環境,這對於我們開發新型方法來檢測是否靶向作用某些類別的微生物就可以幫助抑製機體肥胖及相關的代謝綜合征。肥胖中心的一種潛在的治療途徑就是促進機體棕色脂肪和灰棕色脂肪的形成,嬰兒機體中含有較高水平的產熱棕色脂肪來保護其抵禦低溫環境的影響,而近來科學家們也發現成年人機體中或許也會以灰棕色脂肪的形式來儲存棕色脂肪,低溫或者鍛煉就會促進灰棕色脂肪的形成,從而燃燒機體儲存的熱量,保護哺乳動物抵禦低溫、肥胖以及代謝性障礙。

  因為腸道微生物主要參與肥胖和相關的代謝性疾病的發生,因此研究人員推測,腸道微生物或許在介導低溫下機體的正向健康效益上扮演著重要角色,他們發現,暴露於低溫下腸道10天就會引發機體腸道微生物發生主要改變,同時還會抑製小鼠機體體重的增加。下一步研究者檢測了腸道微生物對代謝健康的直接影響,他們將冷誘導腸道細菌移植入機體中沒有腸道微生物的小鼠機體中,移植入的細菌就會明顯改善小鼠機體的葡萄糖代謝、增加機體對低溫的耐受同時還會通過促進灰棕色脂肪的形成來促進小鼠體重減輕,研究結果表明,腸道微生物可以直接調節機體應對環境改變的能量平衡。

  然而暴露低溫三周後,小鼠機體的體重開始穩定,科學家們表示,腸道可以吸收來自食物的多種營養,來中和額外的體重流失,進一步進行移植實驗,研究者發現,和長期寒冷暴露相關的腸道微生物會促進腸道生長到一定尺寸,並且會誘發腸道細胞表麵增加從而吸收較多的能量,相關研究結果表明,腸道微生物可以促進哺乳動物收獲來自食物中的較多能量,以此來適應機體長期處於寒冷低溫中所需的能量,從而幫助機體抵禦低溫。

  下一步研究人員計劃研究腸道微生物如何感知環境改變來影響宿主機體的能量平衡,他們希望本文研究對於後期開發新型療法,來通過重塑腸道微生物幫助抵禦肥胖等多種疾病。

  doi:10.1016/j.cell.2015.11.004

  PMC:

  PMID:

  Gut Microbiota Orchestrates Energy Homeostasis During Cold

  Claire Chevalier8, Ozren Stojanovi 8, Didier J. Colin, Nicolas Suarez-Zamorano, Valentina Tarallo, Christelle Veyrat-Durebex, Dorothée Rigo, Salvatore Fabbiano, Ana Stevanovi , Stefanie Hagemann, Xavier Montet, Yann Seimbille, Nicola Zamboni, Siegfried Hapfelmeier, Mirko Trajkovski

  Microbial functions in the host physiology are a result of the microbiota-host co-evolution. We show that cold exposure leads to marked shift of the microbiota composition, referred to as cold microbiota. Transplantation of the cold microbiota to germ-free mice is sufficient to increase insulin sensitivity of the host and enable tolerance to cold partly by promoting the white fat browning, leading to increased energy expenditure and fat loss. During prolonged cold, however, the body weight loss is attenuated, caused by adaptive mechanisms maximizing caloric uptake and increasing intestinal, villi, and microvilli lengths. This increased absorptive surface is transferable with the cold microbiota, leading to altered intestinal gene expression promoting tissue remodeling and suppression of apoptosis—the effect diminished by co-transplanting the most cold-downregulated strain Akkermansia muciniphila during the cold microbiota transfer. Our results demonstrate the microbiota as a key factor orchestrating the overall energy homeostasis during increased demand.

關鍵字:機體,腸道微生物,棕色脂肪,代謝綜合征,低溫環境

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