大多数成年人的体脂由储存多余卡路里的白色脂肪细胞组成，但婴儿出生时带有棕色和米色脂肪储备，这些脂肪通过燃烧能量来产生热量。棕色脂肪水平会随着年龄增长而下降，但科学家们长期以来一直寻求改变这一状况，寻找将白色脂肪细胞转化为消耗卡路里的米色脂肪的方法，以治疗肥胖和糖尿病等代谢疾病。
现在，日本庆应义塾大学、博德研究所和希望之城的研究人员发现，低蛋白饮食与恰到好处的肠道细菌组合可以促使小鼠发生这种转化。他们发表在《自然》杂志上的新研究表明，当四种细菌菌株感知到小鼠肠道中蛋白质含量不足时，会产生分子信号，触发白色脂肪细胞通过获取棕色脂肪特征而变得更像米色脂肪。
“这项工作强调了我们的肠道微生物组如何积极地解读我们所吃的食物，并将其转化为身体响应的信号，”该研究的共同资深作者、博德研究所核心成员、哈佛医学院库尔特·J·伊瑟尔巴赫医学教授、马萨诸塞总医院计算与整合生物学中心主任和分子生物学系核心成员拉姆尼克·泽维尔说。
科学家们警告说，这些发现不应直接应用于人类。他们研究的饮食中蛋白质含量低于人类推荐水平，而此前试图直接给人们服用特定细菌菌株作为益生菌的尝试大多失败。相反，研究团队表示，更好地了解这些细菌的工作方式，未来可能使研究人员能够开发出模拟其效果的药物。
“未来，我们有可能通过直接作用于微生物群正在激活的相同分子通路的药物来调节棕色脂肪，”共同资深作者、庆应义塾大学医学院教授、希望之城（美国癌症研究与治疗组织）访问学者本田健也表示。
寻找细菌
这项研究始于本田团队注意到，仅摄入7%蛋白质饮食的小鼠米色脂肪水平增加，但这种饮食对没有肠道细菌的小鼠没有任何影响。
“这向我们表明，在这些低蛋白条件下，肠道微生物组中存在着某种关键因素，负责将白色脂肪转化为米色脂肪，”共同第一作者、庆应义塾大学和希望之城的田上武说。
为了确定可能涉及哪些细菌，研究人员招募了25名健康成年人，并扫描了他们的活跃米色脂肪；只有四个人检测到可检测的水平（本田测试了自己，并失望地得知自己不是那四分之一）。
该团队从四名拥有米色脂肪的志愿者体内分离出肠道细菌，并将这些微生物移植到喂食低蛋白饮食的无菌小鼠体内。接受其中两人细菌的动物开始将白色脂肪转化为米色脂肪。通过从这些小鼠中每次移除一种菌株，研究人员找到了对转化至关重要且两位人类供体共有的四种细菌菌株：Adlercreutzia equolifaciens、一种Eubacteriaceae科物种、一种Bilophila属菌种和Romboutsia timonensis。
接受这四种菌株并食用低蛋白饮食的小鼠米色脂肪增加，葡萄糖耐受性改善，体重增加减少，胆固醇水平降低。
连接细菌与棕色脂肪
在泽维尔团队在博德研究所的合作下，研究人员深入研究了这四种细菌菌株产生的分子。他们发现，在低蛋白条件下，这些细菌会产生改变肠道胆汁酸的信号。这些改变后的胆汁酸通过血液输送到脂肪组织，在那里激活干细胞转化为米色脂肪。
与此同时，其中两种细菌在感知到蛋白质短缺时开始产生氨。这种氨进入肝脏，触发FGF21激素的产生，后者增加了与脂肪组织的神经连接。
当研究团队阻断改变后的胆汁酸或这种激素时，小鼠在食用低蛋白饮食时不再产生棕色脂肪，这表明这两条通路都是必不可少的。
“这些发现告诉我们，微生物组在精细调节像身体如何储存脂肪这样的事情上极其重要，”泽维尔说。“这为我们提供了一个机会，去思考微生物、代谢物和代谢疾病之间的相互作用，理解其机制，并有可能将其转化为针对代谢健康的干预措施。”
庆应义塾大学的研究人员目前正致力于了解细菌最初是如何感知低蛋白条件的，以及针对胆汁酸修饰或FGF21激素的药物是否会影响人类的米色脂肪水平。
参考文献： Tanoue T, Nagayama M, Roochana AJA, 等. Microbiota-mediated induction of beige adipocytes in response to dietary cues. Nature. 2026. doi: 10.1038/s41586-026-10205-3
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