免疫系统和肠道菌群未来研究(免疫系统利用肠道细菌控制葡萄糖代谢)

免疫系统和肠道菌群未来研究(免疫系统利用肠道细菌控制葡萄糖代谢)(1)

俄勒冈州立大学(OSU)和其他机构的研究人员发现了免疫系统、肠道细菌和葡萄糖代谢之间的重要联系,当这三者相互作用异常的话,会导致II型糖尿病和代谢综合征。

这项发表在《Nature Communications》上的研究表明(点击左下角阅读原文),不同哺乳动物系统如何以前所未有的方式相互影响。

研究人员称,更好地理解这些系统能够帮助找到更好的治疗糖尿病和其他疾病的新益生菌方法。

这项研究还表明,肠道中的细菌功能正常的重要性,尤其是其中一种帮助调节葡萄糖代谢的细菌(名为Akkermansia muciniphila)。这种细菌的功能很重要,以至于历经百万年的进化之后仍然被保留,在人类和小鼠身上它的功能类似。

OSU兽医学院的Natalia Shulzhenko博士说:“我们发现,在生物学上,存在很多联系和通信,我们将其称之为‘串话(cross-talk)’,我们才刚刚开始理解这种非常重要的方式。很多研究已经弄清楚,我们的免疫系统与其他的代谢功能紧密联系,而这种方式是我们从未意识到的。这仍然是一种非传统的想法,一个新的领域正在描述它,这个领域名为‘免疫代谢学’。通过进化过程,包括人类在内的哺乳动物已经进化出能够互相通信的功能系统,而微生物是这个过程的关键部分。”

研究人员过去观察到,免疫介质(一种干扰素,或者名为IFN-y的信号蛋白)能够影响葡萄糖代谢的功能。IFN-y帮助对抗几种病原体和感染,但是IFN-y水平的降低会导致葡萄糖代谢的改善。然而,这个过程仍然不为人们所理解。

OSU 药学院的Andrey Morgun说:“在这之前,没人确切知道IFN-y如何影响葡萄糖耐受性。微生物的参与没有被考虑。但是在一个统计模型和名为转运网络方法的帮助下,我们能够找出一些可能的细菌候选物。”

Akkermansia muciniphila细菌在这个通信过程中起到重要作用,科学家家称之为“缺失环节”。研究表明,使用更少IFN-y喂养的小鼠体内Akkermansia muciniphila细菌更多,这显著地提升了小鼠的葡萄糖耐受性。当IFN-y水平增加,Akkermansia muciniphila细菌的水平会下降,葡萄糖耐受性也会下降。

在人体中也有类似的现象。比如,健康的运动员的体内Akkermansia muciniphila细菌含量更高。这项研究弄清楚了,在过去曾经被认为不相关的两个系统,即:免疫和葡萄糖代谢系统,事实上非常紧密地联系在一起,而提供连接桥梁的可能就是肠道细菌。

研究人员说,在通信过程和代谢控制中可能涉及到不止一种细菌。肠道中有成千上万的微生物,它们几乎像一个新陈代谢活跃的器官一样活动,这也表明了肠道细菌健康的重要性。

细菌调节的通信只是复杂的人类系统的一部分,合理的饮食、锻炼和体重控制仍然十分重要。

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