一项由美国威尔康奈尔医学院（Weill Cornell Medicine）和博伊斯汤普森研究所（Boyce Thompson Institute）进行的新研究揭示，人体可以产生一种名为BA-MCY的分子，该分子能够抵消肠道微生物发出的信号，调节胆汁酸的生成，从而平衡脂肪代谢和胆固醇水平。这一发现可能会为代谢紊乱带来新的治疗方法，并突显了膳食纤维在支持这种平衡方面的作用。
研究人员发现，有益的肠道微生物和人体共同调节脂肪代谢，使用BA-MCY分子来平衡胆汁酸的生成。这一发现可能为代谢疾病的治疗开辟新途径，并强调了饮食在健康中的作用。
根据威尔康奈尔医学院和康奈尔大学伊萨卡校区博伊斯汤普森研究所的研究人员进行的一项最新临床前研究，有益的肠道微生物和人体协同工作，精细调控脂肪代谢和胆固醇水平。人体与居住在肠道中的有益微生物（统称为微生物群）共同进化，这种共进化促进了共生关系，其中微生物帮助消化食物并吸收对宿主生存和微生物自身维持至关重要的营养物质。
合作的一个关键方面是生产生物活性分子，这些分子有助于宿主分解食物和吸收营养。其中最重要的分子之一是胆汁酸（也称“胆汁”），它们由肝脏从胆固醇中产生，然后输送到肠道，促进脂肪消化。
科学家们已经知道，肠道细菌会将胆汁酸修饰成一种形式，这种形式可以刺激一种名为FXR的受体，减少胆汁的生成。这项发表于1月8日《自然》杂志上的新研究表明，一种由肠细胞产生的酶会将胆汁酸转化为另一种形式，这种形式具有相反的效果。这种改变后的形式被称为胆汁酸-甲基半胱胺（BA-MCY），它抑制FXR以促进胆汁生成，从而增强脂肪代谢。
“我们的研究表明，肠道微生物和人体之间存在对话，这对调节胆汁酸的生成至关重要。”共同通讯作者、威尔康奈尔医学院炎症性肠病研究所主任、营养与炎症弗里德曼中心主任及免疫学教授大卫·阿蒂斯博士说。
胆汁酸不仅帮助消化系统将脂肪分解成可被身体吸收和利用的形式，还作为信号分子，调节胆固醇水平和脂肪代谢。“现在已明确的是，胆汁酸不仅仅是消化辅助剂；它们还通过结合FXR起到信号分子的作用，像交通灯一样控制胆固醇代谢和胆汁酸的生成，避免过量积累。”共同通讯作者、博伊斯汤普森研究所教授、康奈尔大学艺术与科学学院化学与化学生物系教授弗兰克·施罗德博士说。
施罗德实验室和阿蒂斯实验室之间的跨校园合作揭示了宿主体在这个基本生物学过程中的作用。研究由前施罗德实验室博士后研究员、现韩国加耶大学助理教授Tae Hyung Won博士，威尔康奈尔医学院医学讲师、阿蒂斯实验室研究员Christopher Parkhurst博士和威尔康奈尔医学院医学免疫学助理教授Mohammad Arifuzzaman博士共同领导。
研究人员使用了一种称为非靶向代谢组学的技术，鉴定了有和没有肠道微生物的小鼠产生的所有分子。通过比较两者的差异，他们能够区分哪些分子是由肠道微生物产生的，哪些是由宿主产生的。BA-MCY分子脱颖而出，这些分子是由小鼠产生的，但仍然依赖于肠道微生物的存在。
“BA-MCY分子展示了一种新的范式：不是由肠道微生物产生的分子，但仍然依赖于它们的存在。”共同第一作者Tae Hyung Won博士说。通过一系列实验，研究人员展示了宿主如何制造BA-MCY分子，以及这些分子如何提供一种方式，使宿主能够抵消微生物发出的减少胆汁酸生成的信号，防止胆固醇代谢的减缓。
“这种平衡行为至关重要。”施罗德博士说，“当肠道细菌产生大量强烈激活FXR的胆汁酸时，宿主通过制造BA-MCY分子来推动反作用，确保胆汁酸系统保持平衡。”
研究人员还在他们的临床前模型中表明，增加BA-MCY水平有助于减少肝脏中的脂肪积累，而增加膳食纤维的摄入也增强了BA-MCY的生成。“重要的是，在人类血液样本中也检测到了BA-MCY分子，表明类似的机制也可能发生在人体中。”Arifuzzaman博士补充道。
研究结果可能暗示了代谢紊乱（包括脂肪肝疾病、高胆固醇和肥胖相关疾病）的潜在治疗靶点。它们还表明，通过增加某些形式的纤维摄入等饮食方法，可以帮助支持身体的平衡系统。下一步是了解这些过程是如何调节的，并研究这种微生物-肠道对话在不同疾病状态下的作用。
研究人员表示，他们的研究方法还可以帮助研究人员研究肠道微生物群在从感染和慢性炎症到肥胖和癌症等一系列疾病中的作用。
“我们的论文提供了一个路线图，利用非靶向代谢组学和化学更好地理解肠道微生物群与宿主之间的对话如何影响各种疾病。”阿蒂斯博士说。
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