約翰霍普金斯大學對嚙齒動物相當于代謝綜合征的老鼠進行的一項研究表明腸道微生物組 - 細菌，病毒和真菌基因的“花園” - 在肥胖和胰島素抵抗的發(fā)展中起著重要作用。哺乳動物，包括人類。

1月24日發(fā)表于粘膜免疫學的研究結果報告強調(diào)了通過控制腸道細菌的水平和比例和/或改變代謝激活基因的化學和生物途徑來預防肥胖和糖尿病的潛力。

“這項研究增加了我們對細菌如何導致肥胖的理解，我們發(fā)現(xiàn)小鼠中特定類型的細菌與代謝綜合癥密切相關，”醫(yī)學博士，醫(yī)學博士，醫(yī)學博士David Hartam說。 - 約翰霍普金斯兒童中心的導演和該研究的資深作者。“憑借這些新知識，我們可以尋找控制負責任細菌或相關基因的方法，并希望能夠預防兒童和成人的肥胖。”

代謝綜合癥是一系列疾病，包括腰部肥胖，高血糖和血壓升高，是心臟病，中風和糖尿病的危險因素。盡管尚未確定代謝綜合征的確切原因，但之前對Toll樣受體4(TLR4)的研究表明TLR4可能是其發(fā)展的部分原因，TLR4是一種接受化學信號以激活炎癥的蛋白質(zhì)。

然而，Hackam表示，TLR4如何以及為何可能導致代謝綜合征，目前還不清楚。也許，研究小組認為，不同細胞中的TLR4信號傳導及其與細菌環(huán)境的關聯(lián)可能對代謝綜合征的發(fā)展產(chǎn)生不同的影響。

首先確定TLR4是否特異性地存在于腸上皮細胞(小腸和大腸細胞層)中是否會引起代謝綜合征的發(fā)展，研究小組對正常小鼠和遺傳修飾的缺乏TLR4的小鼠進行了一系列實驗。他們的腸上皮細胞。

研究人員給兩組小鼠“標準食物”或22%脂肪卡路里的食物喂食21周。

與正常小鼠相比，那些缺乏TLR4的小鼠表現(xiàn)出一系列與代謝綜合癥相一致的癥狀，例如體重增加顯著，身體和肝臟脂肪增加，以及胰島素抵抗。

研究人員隨后給兩組小鼠喂食含有60%脂肪卡路里的高脂肪飲食21周，以確定飲食是否會影響代謝綜合征的發(fā)展。同樣，基因改造的小鼠體重明顯增加，體內(nèi)和肝臟脂肪比正常小鼠更多。

為了證實TLR4在腸上皮細胞中的作用，研究人員對另外三組小鼠進行了遺傳修飾：一組僅在腸上皮細胞中表達TLR4，另一組在所有體細胞中缺乏TLR4，第三組僅在白血液中缺乏TLR4細胞。

所有組都吃標準食物，與正常小鼠相比，所有組都具有相似的體重，身體和肝臟脂肪以及葡萄糖耐量。與正常小鼠相比，僅在腸上皮細胞中缺乏TLR4的小鼠的腹部和小腸脂肪更高。研究人員表示，這進一步證明了特異性地從腸上皮細胞中刪除TLR4是發(fā)展代謝綜合征所必需的。

為了研究腸道細菌構成對小鼠的作用，Hackam和他的團隊隨后給正常和TLR4腸上皮缺陷小鼠施用抗生素?？股仫@著減少腸道細菌的數(shù)量，并防止在腸上皮細胞中缺乏TLR4的小鼠的代謝綜合征的所有癥狀。

研究人員表示，這表明細菌水平可以被控制，以防止代謝綜合征的發(fā)展。

為了進一步探討腸上皮TLR4在代謝綜合征發(fā)展中的作用，研究小組分析了來自TLR4腸上皮細胞缺陷和正常小鼠的糞便樣本。研究小組發(fā)現(xiàn)，導致代謝綜合征發(fā)展的特定細菌簇在缺陷小鼠中的表達與正常小鼠不同。他們還確定細菌表達的基因使它們“不那么饑餓”，從而減少了消化小鼠食物中存在的營養(yǎng)物的能力。這導致小鼠吸收更多豐富的食物，這導致肥胖。

研究人員隨后分析了在正常和TLR4腸上皮缺陷小鼠中腸粘膜內(nèi)層 - 食物吸收發(fā)生的部位 - 中表達的基因。值得注意的是，研究小組確定，在缺陷小鼠中，perixisome增殖物激活受體(PPAR)代謝途徑中的重要基因被顯著抑制。施用抗生素防止了兩組小鼠之間基因調(diào)控的差異，以及施用藥物以激活PPAR信號傳導途徑，進一步解釋了肥胖發(fā)生的原因。

“我們所有的實驗都暗示細菌傳感器TLR4調(diào)節(jié)宿主和細菌基因，這些基因在能量代謝中發(fā)揮先前未被認識的作用，導致小鼠代謝綜合征的發(fā)展，”Hackam說。