如何理解「腸道細菌與肥胖之間具有直接因果關係」的研究?
近來上海交大教授發表的一篇學術成果顯示,一種叫做陰溝腸桿菌的腸道細菌是造成肥胖的直接元兇之一。這也是國際上首次證明腸道細菌與肥胖之間具有直接因果關係。
這一成果是上海交大趙立平教授領導的實驗室實驗證明的,並發表在12月13日出版的國際微生物生態學領域的頂級學術期刊 ISME Journal 上。http://news.xinhuanet.com/health/2012-12/15/c_124099534.htm
看了文章,吐槽下補充材料,好長好長。最近一直在做巨噬細胞相關的工作,包括抗原的識別,細胞因子的分泌以及釋放和相關的信號通路。之前一直專註於激活免疫反應的研究上,沒有想到跟糖尿病和肥胖的關係。但是糖尿病病人確實都或多或少的有免疫功能異常的情況,有聯繫也不足為奇。然後簡單查看了下原因。貼圖如下:
圖中說的比較明白,炎症引發後對細胞的直接影響就是內質網壓力的產生。內質網是細胞內重要的細胞器,有光面內質網和糙面內質網,前者負責脂類代謝,後者負責蛋白合成和修飾。內質網壓力產生的直接後果就是改變細胞的物質能量代謝狀態。
趙立平研究組發現血清中LPS(細菌脂多糖內毒素)升高,認為來源於腸道菌群,這個過程我看不懂。但是LPS是由免疫細胞(不僅僅是單核巨噬細胞系,上皮來源的細胞表面也會高表達TLR家族受體分子)的TLR4和TLR2所識別並激活下游通路的,一般來講會經由PI3K/mTOR/NF-kB通路改變細胞的代謝狀態,誘發一系列的炎症因子(細胞因子)的分泌,而這些因子的分泌反過來又會促進其他炎症因子的分泌,從而降低對胰島素的響應性。對細胞而言,內質網壓力意味著逆境,所以細胞膜的脂類分子的成分往往會發生改變,脂類分子的合成也會相應增加。癌細胞在產生耐藥性的過程中走的就是這個路子。
然後我們看看組織中細胞因子的分泌量的變化。貼一個補充材料裡面肝臟的吧。
可以看到比較關鍵的幾個細胞因子都有了明顯的升高,同時受體的表達量在正向刺激的情況下也增多了大約1倍左右。肝臟是機體重要的脂肪合成和代謝的器官,整體炎症水平上升的話,脂類分子的合成量提高是肯定的了。
然而,趙趙立平研究組並沒有給出調整性細胞因子的分泌情況(如IL-8,IL-10,IL-17等),我認為這些細胞因子對肥胖的影響也很重要。當然,現在的工作已經是一個完整的故事了,調整性細胞因子的影響完全可以作為另一個新的題目去做。
以上為對文章的解讀。
當然,這是非常基礎的研究性工作,目前來看距離臨床應用十分遙遠。L大在評論中也說的比較清楚,畢竟他做臨床。日常生活中,許多食品都含有增強免疫功能的分子,細菌內毒素也有可能是其他原因帶來的,或者還有其他的食物來源的分子也能起到增加血清中LPS濃度的效果。從文章本身而言,是非常有意思的工作,將炎症與肥胖和糖尿病聯繫起來。在這個基礎上,做一些應用方面的研究的話,都將會是非常有意義的事情。
附:推薦擴展閱讀文章---- Macrophages, In?ammation,and Insulin Resistance鏈接:
http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-physiol-021909-135846
謝邀。只是這麼基礎的東西還真不是俺的長項。但是還是非常有趣的研究。
這位趙教授的方向,幾年前就有看到過,應當說是站在潮流上的研究。加上能夠以及願意與傳統醫學搭邊,前景還是比較好的。
回到這片文章。就其發現的現象而言,說是「因果關係」還是恰當的。只是還需要一些適當的前提。
前提其實就是實驗的幾個主角:
1. 腸內無菌的大鼠
2. 從肥胖患者腸道中分離出的一種細菌
3. 高脂飲食
三者加一起就出現肥胖伴胰島素抵抗的大鼠;1+3則出現稍有增重而沒有胰島素抵抗的大鼠。沒有涉及的是,3加普通大鼠會成什麼樣的大鼠,這個我們應該自行腦補。
這個發現是重要的。但是同媒體中簡單一句「元兇找到」還是有差距的。最直接的駁斥是:
你丫怎麼不去怪自己吃肥肉吶!
不扯那些沒用也沒人能看懂的東西,這個問題應該給一個更直接的證據:一位患有C. difficile infection 的女士(136 磅 BMI 26),接受來自一個胖子的腸道細菌移植之後,即使堅持鍛煉,飲食遵醫囑(medically supervised liquid protein diet ),兩年半之後也變成了胖子(177 磅 BMI 34.5)╮(╯▽╰)╭。Woman Becomes Obese After Fecal Transplant From Overweight Donor
Weight Gain After Fecal Microbiota Transplantation
2007年,美國啟動了一個人類微生物組計劃,主要工作是對人類微生物組DNA測序,腸道微生物也在其中,可以說趙立平教授的研究是這個計劃的一分枝。
腸道微生物系統複雜,能引起肥胖的細菌肯定不止一種。而且,腸道細菌到底是肥胖的因還是果,主要原因還是次要原因,有待繼續研究。
拋個磚,附上趙老師博客,我就不班門弄斧了
http://blog.sciencenet.cn/u/lpzhao
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