新发现!肠道微生物或会影响机体的代谢过程!

作者: 佚名 来源: 生物谷 更新时间:2020年09月17日 点击数:

2020-09-17

2020年9月16日 讯 /生物谷BIOON/ --生活在我们机体消化系统中的10万亿个细菌或许并不是人类的,但他们似乎会像机体的心脏或肝脏一样,是我们机体不可或缺的一部分,近年来越来越多的研究报告指出,肠道微生物会直接影响从肠道运动到机体行为等多方面的生物过程;近日,一项刊登在国际杂志Science上的研究报告中,来自洛克菲勒大学等机构的科学家们通过对小鼠进行研究揭示了肠道微生物塑造机体代谢的分子机制,文章中,研究人员识别出了一种特殊类型的肠道神经元或能控制机体的血糖水平并影响机体食欲,相关研究结果或有望帮助开发治疗诸如肥胖和糖尿病等机体代谢障碍,这些疾病与机体血糖水平密切相关,同时也与肠道菌群的组成有关。

图片来源:Rockefeller University

研究者Paul Muller博士指出,我们都知道,肠道微生物会产生特殊的代谢产物,其能够模拟神经递质并被肠道中的神经元细胞所检测到,如今我们发现了肠道微生物活性和宿主行为(比如进食)之间的直接关联。肠道被神经元包围着,就其本身而言,其可以被看作是一种神经系统,而肠道常常因为复杂而被研究者称之为人体的第二大脑,这些神经元能通过关注多种分子线索来帮助机体进行消化和运动,其中大部分被认为来自我们日常的饮食或肠道微生物。

但这些肠道微生物并不是被均匀地分布在整个消化道,在十二指肠的起始段微生物相对较少,而在末端结肠微生物则会占到绝大多数,研究者发现,肠道神经元或许也是如此,一项基于小鼠机体肠道每个部分所产生的蛋白质类型的分析研究显示,神经元实际上会根据其所的位置发挥着不同的功能。在无菌小鼠中,这种梯度或许会发生降低,在这种情况下,肠道中微生物水平较高的区域的神经元的数量与微生物稀少的十二指肠相似,这些研究结果表明,微生物在很大程度上或许是导致神经元区域差异的主要原因。

为了验证这一理论,研究人员利用抗生素处理小鼠,结果发现,减少细菌的水平或会导致小鼠肠道中神经元的数量发生下降,而这种影响在停止抗生素治疗后最终会发生消失,而靠近肠道末端的神经元受到的影响也尤其严重,这就表明其特别依赖于肠道微生物的作用,此外,研究者还发现,这种神经元的缺失或许是由炎性感觉通路的神经元表达所介导的,而此前研究结果表明,炎性感觉通路的神经元表达会控制肠道感染期间神经元的缺失。

目前研究人员并不清楚这些微生物调节的神经元在机体健康中所扮演的关键角色,因此研究人员通过对小鼠进行工程化修饰,使其能够选择性地随意控制回肠和结肠中的神经元亚群,让研究者意想不到的是,当神经元被激活后,小鼠的食欲下降了,而其血糖水平却上升了;剔除相同的神经元则会产生相反的效果;在那些失去神经元亚群的小鼠机体中,研究者并未观察到在抗生素作用下小鼠机体中血糖水平所发生的改变。

让研究者出乎意料的是,只有控制肠道中部分的神经元或许才能对小鼠机体的代谢产生如此巨大的影响,这种调节血糖的机制似乎与大脑无关,而是通过肠道、胰腺和肝脏之间的直接交流沟通,才会使得这一研究发现在后期科学家们开发治疗代谢性疾病的新型疗法上变得更有意义。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Paul A. Muller,Fanny  Matheis1,Marc Schneeberger, et al. Microbiota-modulated CART+ enteric neurons autonomously regulate blood glucose, Science (2020). DOI: 10.1126/science.abd6176