一组加拿大科学家发现了一种令人惊讶的新方法来改善血糖水平并减少肝脏损伤:通过在肠道细菌对身体造成危害之前捕捉它们产生的一种鲜为人知的燃料。
这项研究结果于2025年7月29日发表在《细胞代谢》(Cell Metabolism)上,可能为治疗2型糖尿病和脂肪肝病等代谢疾病的新疗法铺平道路。
来自麦克马斯特大学(McMaster University)、拉瓦尔大学(Université Laval)和渥太华大学(University of Ottawa)的研究人员发现,肠道微生物产生的一种分子可以偷偷进入血液,并促使肝脏产生过多的葡萄糖和脂肪。然而,当研究人员开发出一种方法在该分子进入人体之前将其困在肠道内时,他们观察到肥胖小鼠的血糖控制和脂肪肝疾病状况显著改善。
“这是对一个经典代谢途径的新解读。近一个世纪以来,我们已经知道肌肉和肝脏之间会交换乳酸和葡萄糖,这一过程被称为科里循环(Cori cycle)。我们发现的是该循环的一个新分支,即肠道细菌也参与了这一交流过程。”
—— 乔纳森·谢尔茨(Jonathan Schertzer),麦克马斯特大学生物化学与生物医学科学系教授,该研究的资深作者兼通讯作者
1947年,卡尔·费迪南德·科里(Carl Ferdinand Cori)和格蒂·特雷莎·科里(Gerty Theresa Cori)夫妇因研究肌肉如何产生乳酸以供肝脏生成血糖而获得诺贝尔生理学或医学奖,这一过程随后会循环回肌肉提供能量。这项工作奠定了肌肉利用乳酸(L-乳酸)和肝脏利用血糖相互交流和交换燃料的基础。
加拿大研究团队发现,肥胖小鼠甚至肥胖人群的血液中含有更高水平的一种较少为人所知的分子——D-乳酸。与肌肉产生的L-乳酸不同,大多数D-乳酸来自肠道微生物,并且被证明会更强烈地升高血糖和肝脏脂肪。
为了阻止这一过程,研究人员开发了一种“肠道底物陷阱”——一种安全、可生物降解的聚合物,能够与肠道中的D-乳酸结合并防止其被吸收。喂食这种“陷阱”的小鼠血糖水平降低,胰岛素抵抗减少,肝脏炎症和纤维化也减轻——所有这些改善都在未改变其饮食或体重的情况下实现。
“这是一种全新的治疗代谢疾病(如2型糖尿病和脂肪肝病)的思路。我们不是直接针对激素或肝脏,而是在微生物燃料源造成伤害之前就将其拦截。”谢尔茨表示。他是麦克马斯特大学代谢、肥胖与糖尿病研究中心(MODR)和法恩科姆家庭消化健康研究所(Farncombe Family Digestive Health Research Institute)的成员,并持有加拿大代谢炎症研究主席职位。
这项研究由加拿大卫生研究院(Canadian Institutes of Health Research, CIHR)资助,突显了微生物组在慢性疾病中的日益重要性。
研究参考文献:
Fang, H., et al. (2025). Gut substrate trap of D-lactate from microbiota improves blood glucose and fatty liver disease in obese mice. Cell Metabolism. doi.org/10.1016/j.cmet.2025.07.001
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