《宿主遗传背景和肠道微生物群对果糖摄入的不同代谢反应有贡献》

  • 来源专题:食物与营养
  • 编译者: 李晓妍
  • 发布时间:2020-12-11
  • 目前还不清楚高果糖摄入量是如何在基因不同的小鼠品系中诱导不同的代谢反应的。此研究的目标是调查肠道微生物群是否有助于果糖的不同代谢反应。
    利用16S核糖体DNA测序分析了盲肠和粪便中的肠道菌群组成,并使用置换多变量方差分析比较不同菌株、不同处理和不同时间点的小鼠肠道菌群。微生物群丰度与代谢表型和下丘脑、肝脏和脂肪组织中宿主基因表达相关。为了测试肠道微生物群在确定果糖反应中的因果作用,我们将B6小鼠的粪便移植到DBA小鼠身上,反之亦然,进行了4周的粪便移植,以及灌胃抗生素治疗的患有阿克曼氏症的DBA小鼠9周,同时进行或不进行果糖治疗。
    研究结果表明,不同小鼠菌株之间的微生物群组成差异是宿主对果糖代谢敏感的部分原因,而阿克曼菌是一种能够抵抗果糖诱导的代谢失调的关键细菌。

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  • 《Nature | 宿主遗传对肠道微生物基因组变异的调控作用》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-01-04
    • 2024年1月3日,荷兰格罗宁根大学医学中心傅静远教授团队在Nature杂志以长文形式发表了题为Host genetic regulation of human gut microbial structural variation的研究论文。 基于来自4个荷兰人群队列的9015个参与者的个体基因组和肠道微生物宏基因组数据,研究者进行了人类单核苷酸变异和肠道微生物基因组结构变异之间的大规模关联分析。随后发现,在分泌以 N-乙酰半乳糖胺(N-acetylgalactosamine,GalNAc)为末端的A血型抗原的个体中,肠道中的普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)更容易携带含有GalNAc代谢基因簇的基因组片段,这一特征是由人类 ABO 和 FUT2 基因型共同决定的。体外培养表明,只有携带 GalNAc代谢基因簇的普拉梭菌菌株,才可以在GalNAc作为唯一碳源的培养基中生长。有趣的是,在分离培养的一株普拉梭菌菌株中,含有GalNAc代谢基因簇的基因组片段发生了翻转,并导致该菌株失去GalNAc利用能力。研究者进一步假设,先前发现的与ABO基因型存在关联的肠道细菌也可能被同样的机制所影响。通过同源基因搜索及体外培养实验,发现铜绿假丝酵母菌(Collinsella aerofaciens)也拥有完整的GalNAc代谢通路,并可以在GalNAc作为唯一碳源的培养基中生长。 研究团队进一步在整个肠道微生物群落中对GalNAc代谢基因进行定量分析,并将参与者根据ABO 和 FUT2 基因型分为有/无肠黏液游离A抗原两组,发现在肠黏液中存在游离A抗原的参与者肠道中,微生物GalNAc代谢基因丰度与肠道微生态多样性呈较强正相关。而在肠黏液中没有游离A抗原的参与者肠道中,该关联则相对较弱。并且,在肠黏液中存在游离A抗原的参与者中,微生物GalNAc代谢基因丰度与健康指数、体重指数、血糖、血脂等指标也存在较强关联,而这些关联在肠黏液中没有游离A抗原的参与者中则不存在,或者关联较弱。这一发现提示,肠道微生物与宿主健康的关联也同时受到宿主遗传背景的调控,同时也为个体化的靶向菌群干预提供了重要参考。 综上所述,通过大规模关联分析,该研究揭示了人类“第一”和“第二”基因组之间的调节关系,为人体-共生微生物互作机制提供了重要的理论补充,并强调了微生物遗传多样性为主导的微生物组研究范式的可靠性。
  • 《Cell | 肠道微生物群抗生素介导的梭菌耗竭后,高脂肪摄入维持山梨糖醇不耐受》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-02-20
    • 2024年2月15日,加州大学戴维斯分校的研究人员在Cell在线发表了题为High fat intake sustains sorbitol intolerance after antibiotic-mediated Clostridia depletion from the gut microbiota的文章。 碳水化合物不耐受通常与乳糖,果糖或山梨糖醇的消费有关,在高收入国家影响多达30% 的人口。尽管山梨糖醇不耐受归因于吸收不良,但潜在的机制仍未解决。 该研究表明,抗生素暴露与高脂肪摄入相结合的历史通过减少梭状芽胞杆菌的丰度来触发小鼠的长期山梨糖醇不耐受,这损害了微生物山梨糖醇的分解代谢。通过接种益生菌大肠杆菌来恢复山梨糖醇的分解代谢,可以保护小鼠免受山梨糖醇不耐受的影响,但不能恢复梭菌的丰度。用丁酸盐生产者Anaerostipes caccae接种可恢复正常的梭菌丰度,即使清除了益生菌,也可以保护小鼠免受山梨糖醇诱导的腹泻。丁酸盐通过刺激上皮过氧化物酶体增殖物激活受体-γ (ppar-γ) 信号传导以恢复结肠中的上皮缺氧来恢复梭菌丰度。 总的来说,这些机理见解将微生物山梨糖醇分解代谢确定为用于诊断、治疗和预防山梨糖醇不耐受的方法的潜在靶标。