饮食、微生物与代谢适应
白色脂肪组织储存能量,而棕色和米色脂肪通过产热消耗能量。在某些环境条件下,白色脂肪可通过称为褐变的过程转变为米色脂肪。这一转变增加了能量消耗,可能影响代谢健康并有助于体重管理。
此前已有研究表明,低蛋白饮食可刺激这一褐变过程,然而,当前研究显示,这种代谢转变在很大程度上依赖于微生物组,并识别了负责将饮食信号传递给宿主的微生物途径。
其中一条微生物途径涉及肠道细菌修饰胆汁酸,这些分子在调节代谢中发挥重要作用。这些经微生物修饰的胆汁酸激活脂肪祖细胞中的FXR受体,促进米色脂肪细胞的发育。第二条途径涉及微生物氮代谢,某些细菌产生的氨进入肝脏,刺激代谢激素FGF21的产生,进而驱动脂肪米色化。这些信号共同促进交感神经系统活动,最终触发脂肪反应。
识别负责的微生物
为了精确找出参与的微生物,该国际研究团队使用了Bio2Q开发的悉生小鼠模型和微生物培养方法。通过从小鼠和人类中分离细菌菌株,研究人员能够识别出在低蛋白喂养期间足以触发褐变反应的最小微生物联合体。
使用人类微生物群样本显示,褐变反应需要两组细菌协同工作:四株产氨菌和五株胆汁酸修饰菌。这些功能共同生成了诱导脂肪燃烧程序所需的信号。
当无菌小鼠接受这些细菌联合体并被置于低蛋白饮食后,它们表现出米色脂肪形成增加、产热基因表达升高、葡萄糖代谢改善以及循环脂质减少。
饮食感知的微生物框架
这些发现表明,肠道微生物是饮食与宿主生理之间重要且活跃的界面,介导营养素可用性的变化,并将这种变化转化为激素和代谢信号。
由于驱动这一代谢结果需要多种微生物,只要它们携带驱动反应所需的关键功能活动,这些发现表明,微生物代谢(而非特定细菌物种的存在)可能是塑造饮食-微生物组相互作用的整体关键因素。理解这些关系有助于研究人员设计改善代谢健康或增强饮食干预效果的微生物疗法。
来源:
人类生物学-微生物组-量子研究中心(Bio2Q)
期刊参考文献:
Tanoue, T., 等人 (2026). 微生物组介导的饮食信号诱导米色脂肪细胞. 自然. DOI: 10.1038/s41586-026-10205-3.
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