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还怕贴秋膘吗?Nature为你解锁减肥新思路
浏览: 发布日期:2019-11-08
今天立冬了,想想这个秋天真的是贴了几斤秋膘,小编又在为减肥烦恼,不过下面这篇文章给我带来了新的减肥思路。

文章的英文题目:Gut microbiome and serum metabolome alterations in obesity and after weight-loss intervention

中文题目:肥胖人群和经减重干预后的人群中肠道微生物及血清代谢物水平变化研究

发表期刊:Nature Medicine    

影响因子:32.621

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▶ 研究思路

研究中作者利用宏基因组学检测了肥胖和正常体重人群的粪便,再利用代谢组学的方法检测了肥胖和正常体重人群的血清,并将肠道的微生物信息和血液代谢物数据联系起来,确定了与肥胖相关的微生物种类及其对宿主氨基酸水平的影响,通过小鼠模型发现多形拟杆菌(B.thetaiotaomicron,BT 菌)对肥胖和循环氨基酸水平的因果效应的证据。


图1. 实验设计思路

▶ 主要结果

1、肥胖人群肠道菌群种类低,而且数量少

研究者选取了中国15-30岁, BMI>30 kg/㎡年轻肥胖人群,并与 BMI 正常人群做对照(匹配年龄、性别和地域),建立了高质量青少年肥胖-正常体重人群队列(GOCY)研究。收集所有样本共 257 例粪便,进行宏基因组学研究,结果发现肥胖组的肠道菌群无论是基因数量和丰富度都低于正常体重人群,这与前人研究的欧洲肥胖人群是一致的。



图 2. 肥胖组(OB)与对照组(Control)的基因稀疏性曲线、基因数量和丰富度的区别

研究者利用基因关联群组(MLG)方法将检测到的肠道菌群内 35 万多个与肥胖相关的基因进行分组,建立了 217 个肥胖相关的基因关联群组。结果发现正常体重人群的肠道菌群不仅丰富、数量大,而且彼此之间有着更加紧密的关联。


图 3. 217 个肥胖相关肠道基因关联群组示意图

2、BT 菌能够减重

研究者用非靶向代谢组学研究了肥胖组和对照组的血清,发现了 148 个差异代谢物,其中 13 个代谢物被确认了结构,包括谷氨酸,苯丙氨酸和酪氨酸。接着研究者用靶向代谢组学的方法验证了肥胖组和正常组中氨基酸,发现 20 个氨基酸在肥胖组和对照组中有明显的差异。其中肥胖组血清中谷氨酸的浓度明显高于正常组。且谷氨酸与 16 种肥胖组丰富的 MLG 呈正相关,与 18 种对照组丰富的 MLG 呈负相关,其中含有编码谷氨酸代谢相关的酶的基因。研究还发现血清中谷氨酸的浓度和粪便中 BT 菌丰度呈负相关,而 BT 菌含有编码谷氨酸脱羧酶的基因。这些结果表明 BT 菌的消耗可能有助于肥胖人体中谷氨酸的循环。



图 4. BT 菌影响谷氨酸代谢

接着研究者用小鼠模型验证了这一假设,将 BT 菌灌入小鼠的胃中,发现可以降低血清中谷氨酸浓度,从而增加脂肪细胞的脂肪分解和脂肪酸氧化过程,进而降低脂肪堆积,达到减重的效果。且无论是在正常饮食还是高脂肪饮食的小鼠中,灌入 BT 菌后吗小鼠的体重和脂肪含量都明显降低。


图 5. BT 菌对小鼠肥胖和代谢的影响

3、人体减重手术干预后,BT 菌水平恢复

动物模型证实了假设之后, 研究者在又人体中进行验证。研究者选取了减重手术(袖状带切除术)的人群,检测手术前后人体肠道菌群的变化,发现肥胖患者肠道内下降的 BT 菌会在减重手术 3 月后即明显升高,且术后血清谷氨酸水平也明显下降,恢复到正常体重人群水平。也就是说,BT 菌水平的恢复,可能有助于肥胖患者的减重过程。 


图 6. 减重手术患者术后 3 个月的 BT菌基因关联群组丰度变化

参考文献:

Liu Ruixin,Hong Jie,Xu Xiaoqiang et al. Gut microbiome and serum metabolome alterations in obesity and after weight-loss intervention.[J] .Nat. Med., 2017, 23: 859-868.

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