多组学技术研究肠道菌群，确认与胰岛素抵抗有关的细菌

人们普遍认为，调整肠道微生物的组成对健康有好处。事实上，这就是推动(数十亿美元)益生菌产业的想法。然而，确定哪些细菌可以缓解哪种疾病是一项仍处于初级阶段的研究。

日本RIKEN综合医学科学中心的研究人员发现了可能有助于改善胰岛素抵抗的肠道细菌，从而保护免受肥胖和2型糖尿病的发展的影响。为了做到这一点，他们采用了人类粪便微生物组的综合多组学方法。

这项工作发表在《自然》杂志上，题为《Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance.》。

细菌在胰岛素抵抗中扮演什么角色？我们的肠道微生物群分解食物中的碳水化合物，从而将此过程与肥胖和糖尿病前期联系在一起。然而，由于肠道微生物群中的细菌多样性和代谢数据的缺乏，这种关联一直不清楚。

现在，RIKEN的团队领导者、Hiroshi Ohno博士及其团队以一种无偏见的方法填补了一些空白，他们结合了粪便代谢组学、宿主代谢组学和转录组学数据的分析，来描述微生物组在胰岛素抵抗中的参与。他们的研究方法导致了一种可能有助于减轻胰岛素抵抗的细菌的发现。

首先，他们检查了超过300名成人的粪便中的代谢物，在他们进行常规健康检查时进行了对比。他们将这些代谢物与同一人群的胰岛素抵抗水平进行了比较。Ohno说：“我们发现更高的胰岛素抵抗与粪便中过量的碳水化合物相关，尤其是葡萄糖、果糖、半乳糖和甘露糖等单糖。”

更具体地说，他们发现粪便中的碳水化合物，特别是宿主可接触的单糖，“在胰岛素抵抗者中增加，并与微生物碳水化合物代谢和宿主炎症细胞因子相关。”

这些研究结果表明，胰岛素抵抗较高的人体内含有比其他菌目更多的长梭杆菌科(Lachnospiraceae)细菌。此外，肠道微生物中含有长梭杆菌科细菌的样本与含有过多粪便碳水化合物有关。因此，以长梭杆菌科为主导的肠道菌群与胰岛素抵抗及含有过多单糖的粪便相关。与此同时，相比其他类型的细菌，肠道中含有更多拟杆菌目(Bacteroidales)类细菌的参与者的胰岛素抵抗程度和单糖水平较低。

通过对研究参与者的肠道菌群与胰岛素抵抗及粪便碳水化合物之间的关系进行表征，研究人员指出，在饮食处理前，这些参与者的肠道菌群“呈现出一种明显的碳水化合物代谢模式，并证明了与胰岛素敏感性相关的细菌可以改善小鼠模型中的胰岛素抵抗等宿主表型”。

随后，研究人员开始研究细菌对代谢的直接影响，首先是体外培养，然后是小鼠模型实验。在体外培养中，拟杆菌目细菌消耗与高胰岛素抵抗人群粪便中发现的同类单糖，其中Alistipes indistinctus这一物种消耗种类最多。在肥胖小鼠中，研究团队观察了不同细菌处理对血糖水平的影响。他们发现，A. indistinctus能够降低血糖并减少胰岛素抵抗及小鼠可利用的碳水化合物的数量。

这些结果与人体患者的发现相一致，并对诊断和治疗产生了重要意义。正如Ohno所解释的，“由于与胰岛素抵抗的关联性，肠道中存在长梭杆菌科细菌可能是预糖尿病的良好生物标志物。同样，含有A. indistinctus的益生菌治疗可能改善预糖尿病患者的葡萄糖不耐受。”

尽管大多数非处方益生菌目前还不包含该研究所确定的细菌，但Ohno敦促在这些细菌可用时要保持谨慎。“在我们可以将任何益生菌作为胰岛素抵抗治疗推荐之前，这些发现需要在人体临床试验中得到验证。”

参考文献：Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance.

编辑：周敏

排版：李丽