小鼠研究增加证据连接肠道细菌和肥胖症

一项新的约翰霍普金斯对代谢综合征啮齿类动物相当的小鼠的研究表明，肠道微生物群 - 细菌，病毒和真菌基因的“花园” - 在哺乳动物肥胖和胰岛素抵抗的发展中起着重要作用，包括人类。

一个报告的调查结果，在公布的1月24日黏膜免疫学，突出了潜力，以防止肥胖和糖尿病通过操纵水平和肠道细菌的比率，和/或修改的代谢活化基因的生化途径。

“这项研究增加了我们对细菌如何导致肥胖症的理解，并且我们发现了与代谢综合症密切相关的小鼠中特定类型的细菌，” David Hackam博士说。，约翰霍普金斯儿童中心的外科医生兼共同主任以及该研究的资深作者。“有了这些新知识，我们可以寻找方法来控制负责任的细菌或相关基因，并有望预防儿童和成人的肥胖症。”

代谢综合征是一组疾病，包括腰部肥胖，高血糖和高血压，是心脏病，中风和糖尿病的危险因素。虽然目前还没有确定代谢综合征的确切原因，但Toll样受体4（Toll-like receptor 4，TLR4）是一种接受化学信号以激活炎症的蛋白质，以前的研究表明TLR4可能部分负责其发展。

哈克姆说，然而，TLR4如何以及为什么会导致代谢综合征，目前尚不清楚。研究小组认为，不同细胞中的TLR4信号传导及其与细菌环境的关系可能会对代谢综合征的发展产生不同的影响。

为了首先确定TLR4是否特异性地在肠上皮细胞（小肠和大肠细胞层中）中引起代谢综合症的发展，研究小组针对正常小鼠和经过基因修饰的小鼠进行了一系列实验，以缺乏TLR4他们的肠上皮。

研究人员将两组老鼠喂食“标准食物”，或食用22％脂肪卡路里的食物21周。

与正常小鼠相比，缺乏TLR4的患者出现一系列与代谢综合征相一致的症状，如体重增加显着，体内和肝脏脂肪增加以及胰岛素抵抗。

然后研究人员给两组老鼠喂食含有60％脂肪卡路里的高脂肪饮食21周，以确定饮食是否会影响代谢综合征的发展。同样，转基因小鼠体重明显增加，并且比正常小鼠具有更多的身体和肝脏脂肪。

为了证实TLR4在肠上皮细胞中的表达作用，研究人员对另外三组小鼠进行了基因修饰：一组仅在肠上皮中表达TLR4，另一组在所有体细胞中缺少TLR4，第三组仅在白细胞中缺少TLR4细胞。

所有组均食标准食物，所有组与正常小鼠相比具有相似的体重，身体和肝脏脂肪以及葡萄糖耐量。与正常小鼠相比，仅在肠上皮中缺乏TLR4的小鼠的腹部和小肠脂肪较高。研究人员说，这提供了进一步的证据，即从肠上皮细胞中特异性删除TLR4是发展代谢综合征所必需的。

为了研究肠道的细菌组成对小鼠的作用，哈克姆和他的研究小组然后给正常和TLR4肠上皮缺陷小鼠施用抗生素。抗生素显着减少了肠道细菌的数量，并且在小肠上皮细胞中缺乏TLR4的小鼠中预防了代谢综合征的所有症状。

这表明，研究人员说，细菌水平可以被操纵，以防止代谢综合征的发展。

为了进一步探索肠上皮TLR4在代谢综合征发生中的作用，研究小组分析了来自TLR4肠上皮缺陷和正常小鼠的粪便样品。研究小组发现，有助于代谢综合征发展的细菌的特定簇在缺陷小鼠中表达与正常小鼠不同。他们还确定，细菌表达的基因使他们“不那么饿”，因此不能消化小鼠食物中存在的营养素。这导致了大量的食物供小鼠吸收，这导致了肥胖。

研究人员随后分析了正常和TLR4肠上皮缺陷小鼠的肠粘膜内层（食物吸收发生的部位）表达的基因。值得注意的是，该小组确定了在perixisome增殖激活受体（PPAR）代谢途径中的重要基因在缺陷小鼠中被显着抑制。施用抗生素防止了两组小鼠之间基因调控的差异，如同施用药物以激活PPAR信号传导途径，进一步解释肥胖发展的原因。

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