犹他大学健康中心的June Round教授展示了一盘从肠道培养的微生物。她的研究结果表明，特定种类的微生物似乎可以降低糖尿病风险，甚至可能帮助恢复失去的胰腺功能。
由犹他大学健康中心领导的科学家们报告了在小鼠中的研究，表明婴儿期的微生物组组成可以塑造胰岛素生成细胞的发展，从而对代谢产生长期影响，并影响日后患糖尿病的风险。该研究发表在《科学》杂志上，由犹他大学健康中心病理学教授June Round博士及其同事共同完成。他们发现“在小鼠中，有一个关键的新生儿窗口期，在这个时期内微生物群的破坏会导致由于β细胞发育减少而产生的终生代谢后果。”
Round认为，了解微生物组如何影响代谢可能会导致基于微生物的治疗方法，以预防1型糖尿病。“我希望最终我们能够识别这些重要的微生物，并能够在婴儿期给予它们，从而或许可以完全防止这种疾病的发生。”
在他们的论文中，题为“新生儿真菌通过巨噬细胞依赖性β细胞发育促进终生代谢健康”，研究团队得出结论：“我们的结果……确定了真菌作为促进长期代谢健康的早期共生体的重要性……”
“早期生命中微生物多样性的丧失与糖尿病相关，但微生物影响疾病发生的机制仍然不清楚。”研究人员解释说，身体控制血糖依赖于胰岛素，而胰岛素仅由胰腺β细胞产生。糖尿病发生时，胰岛素生成不足或反应不足。
研究团队继续指出，β细胞质量在出生后迅速扩张，同时在这个产后β细胞扩张期间，肠道微生物群的组成也分阶段多样化，每个新阶段由不同的分类单元主导。获得足够多样化的微生物群似乎可以保护儿童免受糖尿病的影响，但他们进一步指出，“然而，其机制尚不清楚，我们还不能将特定的疾病易感性或保护机制归因于特定的微生物。”
在这项新报道的研究中，研究团队试图测试假设：小鼠产后β细胞发育与特定微生物在定植窗口期的存在有关。他们系统地删除并在某些产前和产后生活窗口期恢复微生物群。结果发现了一个10天的窗口期，在此期间，常驻微生物对于建立正常的β细胞质量是必需的。“这些观察结果使用抗生素和抗真菌药物进行了复制，表明细菌和真菌都促进了宿主的β细胞发展。”
结果表明，早期生活中暴露于广谱抗生素的小鼠在长期内代谢健康状况更差。如果小鼠在出生后的10天窗口期内接受抗生素治疗，它们会发育出更少的β细胞。成年后，接受抗生素治疗的小鼠血糖水平更高，胰岛素水平更低。“这对我来说非常震惊，有点吓人，”Round说。“这显示了在这个非常短暂的早期发育期内，微生物群是多么重要。”
此外，研究人员还发现，7至12个月大的人类婴儿粪便样本可以刺激小鼠的β细胞质量，而其他年龄组的样本则没有这种效果。“被7到12个月大的儿童粪便样本定植的小鼠比被其他任何年龄组捐赠者定植的小鼠具有更多的胰岛素表达组织和血清胰岛素。”这一发现表明，人类也可能存在一个由β细胞促进微生物定植的窗口期。
通过测试不同类型的抗生素对各种微生物的影响，研究人员确定了几种特定的微生物，这些微生物增加了胰岛素生成组织的数量和血液中的胰岛素水平。有趣的是，他们发现其中一种代谢增强微生物是一种名为“都柏林念珠菌”的未被充分研究的真菌，这种真菌在健康成年人中并不常见，但在婴儿中可能更为普遍。
实验表明，早期生活中暴露于“都柏林念珠菌”还可以显著降低易感雄性小鼠患1型糖尿病的风险。当易患1型糖尿病的雄性小鼠在婴儿期被定植了一种代谢“中性”微生物时，90%的小鼠会发病。相比之下，被定植了“都柏林念珠菌”真菌的小鼠患病率不到15%。
“都柏林念珠菌”的暴露甚至可以帮助受损的胰腺恢复。当研究人员将这种真菌引入胰岛素生成细胞已被杀死的成年小鼠体内时，胰岛素生成细胞再生，代谢功能得到改善。研究人员强调，这种情况极为罕见，因为这类细胞通常不会在成年期生长。
“都柏林念珠菌”似乎通过其对免疫系统的影响来支持胰岛素生成细胞。先前的研究表明，胰腺中的免疫细胞可以促进其邻近的胰岛素生成细胞的发展。研究人员发现，没有微生物组的小鼠胰腺中的免疫细胞较少，成年后的代谢功能较差。
当这样的小鼠在早期生活中接受了“都柏林念珠菌”的补充时，它们的胰腺免疫细胞和代谢功能都恢复到了正常水平。研究表明，“都柏林念珠菌”只能在有巨噬细胞的小鼠中促进胰岛素生成细胞的生长，表明这种真菌通过影响免疫系统来促进代谢健康。“在这里，我们发现了一种以前未知的微生物介导的机制，通过巨噬细胞在胰岛中的播种来影响β细胞的发育。”
研究人员强调，可能还有其他微生物具有类似于“都柏林念珠菌”的益处。这些新见解可能有助于科学家更好地理解类似健康信号来自其他微生物的功能。“我们对微生物组如何影响早期生命健康知之甚少，”Jennifer Hill博士说，她是这项研究的第一作者，在犹他大学的Round实验室进行这项研究时是一名博士后科学家。Hill现在是科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学系的助理教授。“但我们发现这些早期生命信号确实会影响早期发育，并且在此基础上，对代谢健康产生长期影响。”
研究人员表示，这些新发现最终可能有助于医生通过提供帮助胰腺生长和修复的特定肠道微生物来降低1型糖尿病的风险，甚至可能在成年后恢复失去的代谢功能。
如果在小鼠中看到的好处也能在人类身上实现，那么微生物衍生的分子最终可能有助于恢复糖尿病患者的胰腺功能。Hill补充说：“未来的一个可能性是，也许这些信号不仅可以用作预防措施，还可以作为一种治疗方法，帮助成年后的恢复。”然而，她也警告说，历史上在小鼠中帮助β细胞再生的治疗方法并没有带来人类健康的改善。
(全文结束)
