鉴定一种肠道致胖菌！华大联合瑞金医院揭示其导致肥胖机制
2024-07-22 13:31
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肠道是营养吸收和获取外界能量的主要场所，更是宿主和肠道菌群共生互作的舞台。一旦平衡被打破，过度营养吸收将引发肥胖等代谢性疾病。既往研究多聚焦于有益菌的减少，鉴定了多个改善宿主代谢的新一代益生菌；然而，针对肥胖富集菌的研究目前仍十分缺乏，特定肥胖富集菌是否参与，以及如何参与人类肥胖发生仍不清楚。此外，遗传也是肥胖发生的重要因素，菌群和遗传对肥胖发生是否存在相互作用亦是领域关注的焦点问题。
近日，上海交通大学医学院附属瑞金医院联合华大生命科学研究院、华大基因智惠医学研究院在Cell Host & Microbe杂志发表的研究成果，首次从大规模中国肥胖人群队列中筛选出潜在致胖菌——巨单胞菌，并揭示了其通过降解肠道肌醇、促进脂质吸收、导致肥胖发生的机制。通过对1005例肥胖-正常对照人群粪便样本的宏基因组测序以及其中814例个体的全基因组测序，研究团队鉴定了巨单胞菌与肥胖呈高度相关性，揭示了巨单胞菌与宿主遗传风险对肥胖发生存在叠加效应，并进一步阐明了巨单胞菌导致肥胖的机制。
截图自Cell Host & Microbe官网
研究团队首先对631例肥胖人群以及374例正常对照人群粪便样本进行宏基因组测序分析，发现巨单胞菌属Megamonas在肥胖人群中显著富集。继而将1005例样本聚类为三种肠型，即以Bacteroides、Prevotella、Megamonas为核心菌属的B、P、M肠型。其中M肠型个体相较于其它肠型，展现出有更高的身体质量指数（BMI）及肥胖比例。Megamonas属的三个物种也均与BMI、体重、腰围呈显著正相关，且该结果在以色列人群队列中得到了验证，从而确立了巨单胞菌与肥胖表型的显著关联。
巨单胞菌（M肠型，M物种）与肥胖强正相关
遗传和肠道菌群是导致肥胖发生的两大关键因素。为深入探究巨单胞菌在不同肥胖遗传风险背景人群中的影响，研究团队对其中814名个体进行了全基因组测序，并量化遗传对肥胖的影响。研究发现，低遗传风险人群中，肠道菌群对BMI的解释度显著高于高遗传风险人群（8.9% vs 0.8%），并且肥胖与正常对照组的肠道菌群差异更为明显。这表明，在低遗传风险人群中，肠道微生物紊乱程度更大，对肥胖发生的影响也更大。最后，研究团队发现巨单胞菌对肥胖的影响呈现出与宿主遗传叠加的效应。
研究团队随后利用无特殊致病菌（SPF）小鼠、无菌小鼠、小肠类器官等多种模型充分论证了Megamonas rupellensis这一巨单胞菌代表物种的致肥胖作用及机制。动物模型实验结果发现，M. rupellensis对正常饮食喂养的SPF小鼠体重无显著影响，但显著促进了高脂饮食喂养SPF小鼠的体重增长及脂肪堆积。与此一致，在高脂喂养的无菌小鼠模型，M. rupellensis定植可显著提高小鼠体重增长百分比，并证实了其可明显促进肠道脂肪酸转运和脂质吸收。
机制上，研究团队深入分析了人群宏基因组数据的微生物代谢通路，在诸多肥胖富集通路中，进一步在体内外验证了M. rupellensis的肌醇降解能力。之后，研究团队论证了肌醇可抑制脂肪酸转运效率，这提示M. rupellensis的致胖效应可能是通过降解肌醇来介导的。研究团队进一步将肌醇降解通路首个关键限速酶iolG异源表达于大肠杆菌中，发现该改造后的工程大肠杆菌能显著降解小鼠肠道肌醇并促进肠道脂质吸收，从而论证了肠道微生物通过肌醇降解促进肠道脂质吸收与肥胖。
文章共同第一作者、华大基因杨芳明博士表示：“该研究通过开展大规模中国肥胖人群肠道宏基因组与宿主基因组研究，揭示了肠道巨单胞菌与肥胖发生的强关联，并证明了巨单胞菌诱发肥胖的机制，可为肥胖的诊疗提供全新的靶标菌。”
上海交通大学医学院附属瑞金医院刘瑞欣研究员、王计秋研究员、王卫庆教授和宁光教授为论文共同通讯作者，吴超博士研究生、洪洁教授、林惠彬博士研究生以及华大基因杨芳明博士、钟焕姿博士为该论文的共同第一作者。
文章链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1931312824002300
你发现了没有，现如今胖人越来越多了，是什么原因造成了很多人胖
你发现了没有，你身边会有很多胖人。很多人都想减肥，有时候越减越肥，不知啥原因，这个社会上的胖子这么多。
你说胖子非常懒，活动量少，吃的又多，所以就很胖。我就纳闷了，像我们工地上的活动量不算少吧，吃的也不算太好，吃的多我不给你抬杠，我们农民工大多都干的岀大力的活，如果不吃饱就无法正常工作，别管啥饭能吃饱就行。我这几年也发现我长了不少肉，我今年52岁，女性，在工地上干钢筋工。我从十年前的一百一十斤涨到现如今的一百四十多斤。我因为自己肥胖经常苦恼，多次减肥锻炼身体，却始终没有减下来，而且体重日益增长。
在我们农村，很多走在大街的老百姓也有非常胖的，有的六十多岁的老太婆都一百八十多斤，你别说让她干点啥了，你让她走个路都费劲，走起路来晃晃悠悠，还气喘吁吁。
现如今的胖子是不是真正的胖，我有些怀疑我们和吃食有关。现在生活水平好了，那些大鱼大肉的吃了，是不是有很多激素。
现如今胖子多，得血压高糖尿病冠心病的人也很多，难道都和肥胖扯上关系？
注：图片来自于网络，如有侵权，必删。
导致肥胖的原因到底为何？《科学》指出五大关键问题
北京时间9月1日晚10点，中国科学院外籍院士、中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心首席科学家、深圳理工大学（筹）药学院讲席教授John Roger Speakman与丹麦哥本哈根大学公共卫生研究院的 Thorkild Sorensen，美国国立卫生研究院糖尿病、消化和肾脏疾病研究所的Kevin Hall，美国印第安纳大学公共卫生学院的David Allison的联名观点文章发表于《科学》。Speakman院士为该文章第一作者，深圳先进院为该文章第一单位。
世界上多数国家都对本国的肥胖疾病出台了相应政策，如鼓励居民增加户外活动或禁食垃圾食品。然而，据《新英格兰医学杂志》中的数据表明，过去30年来，绝大多数国家的肥胖发病率均在持续增长。
作者认为，究其原因，或许是人们对肥胖的认识从本质上就存在误区：肥胖看似是简单的能量平衡问题，可以通过运动来增加能量消耗，或是通过节食来减少能量摄入以达到减肥的目的。然而，这实际上是一个十分复杂的问题，涉及到遗传因素、环境因素以及个体生理相互作用，并不能简单地通过政府几项政策就可以一蹴而就。
论文截图
过去40年来，国际社会对肥胖的研究取得了十分瞩目的成就。其中，最被关注的当属瘦素（由脂肪组织分泌并调节摄食行为的激素）的发现，这一发现直接推动了许多关于大脑对饮食调节的研究，以及大脑如何通过整合来自胃肠道和脂肪等组织的信号，以调控短期或长期摄食行为的理论模型的发展。
然而，尽管取得如此成就，人们依然无法有效控制日益增长的腰围。
John Roger Speakman院士在2022年10月举办的英国皇家学术会议上。（图片来源:英国皇家学会）
为深入探讨肥胖的发病机制，2022年10月17日至19日，John Speakman、Thorkild Sorensen、Kevin Hall、David Allison四位肥胖研究领域的权威科学家，在英国皇家学会组织并召开了一场学术会议，邀请到领域内一流的专家学者对肥胖发病的潜在机制进行报告，并撰写相应的论文。
基于此次学术会议，John Speakman等四位会议组织者在《科学》杂志上发表的观点文章中，针对关于肥胖的研究工作仍存在的众多悬而未解的问题中，总结并阐明了当前急需被解答的五大关键问题。
第一，需要更加深入研究体重和脂肪组织调节系统的作用机制。人们普遍认为体内存在着一套非常强大的体重和脂肪组织调节系统，但这套系统却难以对体重进行精准调节。
第二，深入研究中枢神经系统对摄食行为的调控。摄食是为了满足身体对营养元素和能量的需要。但是，这些需求究竟如何被感知？相应的信号又是如何整合到大脑中，进而影响能量消耗、食欲和行为的呢？需要科学家们做更多的研究工作。
第三，加深食物环境改变对体重和体脂影响的认识。食物环境的改变影响了人们的生活，例如，社会因素和建筑环境的改变影响了人们的运动习惯，而饮食环境、营养配比、饮食习惯等因素的改变是如何影响体重和体脂的？是当下亟待解决的科学问题。
第四，需要深入研究与肥胖相关的基因如何通过与环境因素相互作用诱发肥胖。肥胖的发生存在个体差异，这其中有许多基因的参与，但这些基因如何与环境因素相互作用并发挥作用尚未可知，这也是未来的研究重点之一。
第五，理应对肥胖进行更加科学合理的分类。明确肥胖疾病的发生是源于一个表型，还是多种不同类型组成的综合征，有助于人们对肥胖的流行和治疗做出选择。
文章的最后，作者指出，在肥胖研究领域取得的重大进展的基础之上，研究肥胖发生的原因有望产出更多丰富的发现，可能会改变数百万人的生活。提高人们对环境驱动因素的理解，并了解这些因素如何与基因相互作用，对未来肥胖这种严重疾病的发展至关重要。
“在这次学术会议结束时，我震惊地发现，有些事情我们原本应该知道答案，但很遗憾我们并不知道。肥胖是一个价值数十亿美元的健康问题，在这个庞大的数字面前，投入相对较少的研究资金便能进一步改善人们对肥胖的基本认知。当然，‘基本认知’这一表述并非贬低在肥胖研究领域迄今为止取得的巨大成就，而是要评估我们当下所处的位置，并以此来确定未来需要完成的目标。通过归纳当前肥胖领域亟需解答的关键问题，有助于我们对未来工作的轻重缓急做出合理安排。”Speakman说。
南方 记者 马芳
通讯员 金增光
【作者】 马芳
【来源】 南方报业传媒集团南方 客户端