腸道菌群會改善胰島素響應:為糖尿病患者帶來福音
2019年02月20日09:00

  來源:奇點網

  現在發現的腸道微生物與疾病的關係可謂數不勝數,癌症、心血管疾病、肥胖等各種常見的疾病都與它相關,不僅如此,前不久我們還剛報導了腸道微生物竟然還與抑鬱症有關係。

  這讓奇點糕不盡感歎,人體到底誰說了算?!

  不過,之前大部分研究都只是證明腸道微生物與疾病可能有關,並不能說明就是腸道微生物導致了這些疾病。

  可是就在今天,科學家終於敲下了腸道微生物與一種常見疾病——糖尿病之間關係的實錘。

  荷蘭格羅寧根大學的Cisca Wijmenga 和英國牛津大學的Mark McCarthyl領導的一個聯合團隊發現,腸道微生物產生的丁酸,能改善人體的胰島素響應;而另一種產物丙酸的異常,則會提高2型糖尿病的發病風險。相關研究發表在著名學術期刊Nature Genetics上[1]。

本文通訊作者Cisca Wijmenga 博士
本文通訊作者Cisca Wijmenga 博士

  人體微生物的數量甚至超過了人體本身細胞的數量,如此龐大的菌群必然會對身體產生千絲萬縷的影響。而大部分菌群又都存在於腸道中,因此,腸道微生物一直是近年來研究的熱點。

  不過,現在對腸道微生物的研究普遍存在一些問題。

  一方面,很多研究都做的不夠深入,很多情況下都只發現了一些相關性的證據(如菌群變動與疾病相關等),缺少細緻的因果關係,這樣就很難應用於臨床[2]。

  另一方面,還有不少研究是在動物身上完成的,例如,科學家就在動物中發現,腸道微生物促進2型糖尿病發展的原因[3]。這些研究可能找到因果關係,但很難說就一定適用於人體。

  雖然人們發現,腸道菌群與2型糖尿病各種相關。可是目前還缺少在人體中,腸道微生物與2型糖尿病之間關係的直接證據。這也讓通過干預腸道微生物,防止糖尿病的努力裹步不前。

  不過,人們一直在努力朝這個目標前進。

  之前有研究表明,由腸道微生物發酵產生的短鏈脂肪酸會影響血糖的水平[4]。但是,對於各種不同的短鏈脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等)到底發揮了怎樣的作用,目前還不清楚。

  為了搞清這個問題,研究者們收集了荷蘭952名誌願者的數據,包括:全基因組數據、腸道宏□因組(指腸道中全部微生物的基因組)數據、糞便中短鏈脂肪酸的含量,以及他們的臨床數據進行分析。其中,臨床數據包括各種人體參數及血糖指標。

  他們試圖找到腸道微生物組——代謝產物組——人體指標(包括血糖指標)之間的具體聯繫。

  從這些數據中,研究人員著重分析了245種微生物特徵,包括2種糞便中的短鏈脂肪酸水平、57種獨特的微生物分類單元以及186條微生物的信號通路。

  他們通過一種叫雙向孟德爾隨機化設計的方法,來尋找微生物特徵與血糖特徵之間的因果關係。並用反變量加權方法進行檢驗,以鑒定出最佳的可能。

  經過分析,研究人員發現在口服葡萄糖耐量試驗中,4-氨基丁酸的降解與胰島素分泌的上升有關。

  4-氨基丁酸的降解產物正是丁酸。而在這些人的樣本中,4-氨基丁酸降解通路活躍的菌(Eubacterium rectale和Roseburia intestinalis)正是著名的丁酸產生菌。

  這說明丁酸很可能在攝入葡萄糖後,促進β細胞分泌胰島素,調節血糖。

丁酸促進胰島素響應
丁酸促進胰島素響應

  這個觀點得到了一個獨立的臨床研究的證明。

  一項對35名健康個體中的腸道菌群干預試驗表明,通過補充益生菌降低產生丁酸鹽的細菌的水平,會對葡萄糖代謝產生不利影響。

  並且,研究人員還發現腸道菌群生產的另外一種短鏈脂肪酸——丙酸,會增加糖尿病的風險。糞便中丙酸含量越高,2型糖尿病風險越高。而對英國一個數據庫里的數據進行檢索,也印證了這個結果,糞便里丙酸水平升高與2型糖尿病的風險升高有關。

  這說明丙酸可以作為預測2型糖尿病的風險因素。而且,人們可以從丙酸出發,尋找2型糖尿病產生的機製。

  這個研究首次在人體中找到了,腸道菌群與胰島素抵抗以及2型糖尿病之間的因果關係。即:丁酸可以促進餐後胰島素分泌;而糞便中丙酸含量的增加,會提高2型糖尿病的風險。

  當然,作者也表示,丙酸與糖尿病風險之間的因果關係,需要進一步的研究。現在還是要謹慎對待。

  此外,雖然這個隊列是目前在人群研究中最大的隊列,但是仍然不足以弄清所有腸道微生物的特徵。因此,後面需要更大、更全面的人群研究。

  不過,無論如何,這個研究為後來的研究者們指明了方向。向人們展示了通過干預腸道微生物(如生產丁酸)治療調節血糖,以及通過腸道微生物預測和及早防治2型糖尿病的廣闊前景。

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