肠道中的微生物群落被称为微生物菌群，是由居住在肠道中，并且大部分对宿主有益的微生物组成的一个生态系统。它们在帮助肠道消化营养物的同时，也可能引发代谢性疾病。人们很早就知道糖尿病等代谢性疾病既受基因控制，也受饮食影响。了解这些微生物的作用，不仅可以加深人们对基因、饮食和疾病之间相互联系的了解，还可能帮助准确定位与糖尿病等疾病相关的基因。
威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin–Madison）研究人员阿兰·阿帝（Alan Attie）和菲德瑞克·雷伊（Federico Rey）领导的研究团队，通过小鼠实验发现，肠道菌群与宿主基因共同调节胰岛素分泌，是糖尿病发病的一个关键诱因。实验阐明了宿主基因变化对肠道菌群的影响及其引发代谢性疾病的机理。该研究成果于2017年2月14日发表在《细胞报告》（Cell Reports）上 。
研究人员试图用遗传学方法来探究肠道菌群和疾病表现型之间是否存在因果关系链，阿帝表示，根据遗传学理论，如果一些事与基因相关，那就与基因存在真正的因果关系，而不仅是某种关联。
研究选取8种小鼠作为实验对象，这组小鼠的基因共同反映出人类遗传多样性。8种小鼠的表现型多样：有些瘦，有些容易变胖，有些很难变胖。其中有些表现型在一定程度上可通过肠道菌群传染。
研究人员将小鼠放在无菌环境中进行高脂肪、高糖分喂养测试，并通过粪便移植实现肠道菌群在不同种类小鼠之间的有效交换，帮助定向追踪基因和微生物之间的相互作用。
通过实验，基因对微生物菌群构成的影响逐渐浮出水面。这8种小鼠所体现出的很多基因差异在它们的肠道菌群上都得到了反映，并且有证据表明肠道菌群的构成受小鼠基因控制。研究小组正在努力寻找控制肠道菌群构成和决定宿主表现型的基因。
食物摄入状况使那些因遗传而更容易患糖尿病的小鼠发生“显著变异”，并且它们的肠道菌群构成也随之变化。有些细菌可以与代谢特征联系起来，比如体重、葡萄糖和胰岛素水平。
微生物在营养物的处理过程中发挥着关键作用。未被宿主（如小鼠或人）直接代谢掉的食物随后进入肠道由微生物处理。微生物在代谢食物时，会产生数量惊人的小分子、化学物质和荷尔蒙，这些物质在宿主体内循环，并影响宿主健康。产生的代谢物中包括了多达20,000种短链脂肪酸，它们在肠道和诸如肝脏和胰腺等器官中充当信号分子，更重要的是，它们还是调控能量和葡萄糖的关键物质。肠道还可以通过改变肝脏产生的胆汁酸量来影响宿主的生理机能。这些胆汁酸由菌群进行处理，进而产生能影响健康的次级代谢物。
通过对摄入营养丰富并接受菌群移植的小鼠进行实验，研究团队还发现，微生物菌群功能差异取决于不同微生物之间的联系，包括肠道微生物和胰岛素分泌之间的联系。
（编译 徐倩）
