世界卫生组织数据显示，1990年至2022年间全球肥胖症患病率增长超过一倍。这种慢性复杂疾病与2型糖尿病、心脏病及特定癌症风险上升密切相关，同时显著降低生活质量。
尽管多种因素共同导致肥胖症上升趋势，克里斯托弗·高克博士已制定计划厘清部分潜在诱因间的关联。在美国国立卫生研究院(NIH)卡茨早期研究者R01基金支持下，高克博士实验室正探究幼年期接触除草剂等环境毒素是否会引发微生物组改变，进而促进肥胖症发生。
“我们已知肠道微生物组失衡与脂质代谢紊乱及体重增加存在相关性，”他解释道，“同时确认除草剂会破坏肠道微生物群落结构，其破坏模式与肥胖个体体内观察到的微生物组异常高度吻合。”
“本研究通过可靠的动物模型整合这些要素，量化除草剂暴露引发的肥胖相关风险。我们还希望鉴定除草剂干扰脂肪堆积的分子通路，为未来开发肥胖症疗法的研究指明方向。”
研究方向的转变
高克博士的研究背景横跨实验微生物学与计算生物学两大领域：其加州大学戴维斯分校博士学位聚焦人类与灵长类免疫缺陷病毒（HIV/SIV），俄勒冈州立大学博士后阶段则专攻微生物组研究。鉴于微生物组数据规模庞大且结构复杂（仅人体微生物组就包含数万亿微生物并生成太字节级数据），该领域必须依赖数据科学工具进行分析。
“将实验科学与计算技能双重视角相融合，使本实验室在生物医学领域具备独特技术优势，”高克博士强调。
拓展研究领域
高克博士同时主导多机构合作项目的一个阶段，旨在筛选有望促进口腔健康的噬菌体。2020年加入伊利诺伊大学兽医学院比较生物科学系后，他决定利用该系毒理学研究优势，选择探究除草剂对微生物组的毒性效应——这源于除草剂作为美国中西部农业区普遍存在的环境毒素的特性。
以斯蒂芬·I·卡茨命名的NIH基金专为早期研究者设立，支持其研究方向转型的创新项目（无需前期数据）。高克博士的提案获得高分评价，并于2024年12月成功获批资助。
斑马鱼与除草剂实验
该研究采用斑马鱼模型，探究幼年期接触三种除草剂（草甘膦、莠去津和2,4-二氯苯氧乙酸）对脂肪水平的影响。高克博士此前在微生物组研究中已积累丰富的斑马鱼实验经验。
实验室研究生莉迪亚·奥克耶主导了斑马鱼实验工作并开始数据收集。
“斑马鱼已成为研究宿主-微生物组互作的优质模型，”他指出，“尽管斑马鱼与人类存在显著差异，但两者的肠道微生物群落运作机制高度相似。在斑马鱼中发现的微生物组功能与宿主健康关联，已被证实可有效转化至其他物种。”
此外，斑马鱼是研究脂肪堆积（体脂过度累积）的理想模型。除遗传与生理特征与人类相近外，其作为实验模型还具备维护成本低、繁殖迅速及寿命适合前瞻性研究等优势。
“研究已取得显著进展，”高克博士报告称，“我的研究生莉迪亚·奥克耶已开始分析反映6个月毒素暴露效果的数据。”
该发现有望绘制发育期接触除草剂对微生物组的影响图谱，并为肥胖症治疗开辟新途径。
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