一项新的小鼠研究表明，早期肠道微生物群可以塑造婴儿期胰岛素生成细胞的发展，导致长期代谢变化和糖尿病风险的变化。这项研究的结果可能最终帮助医生通过提供特定肠道微生物来降低1型糖尿病的风险，或甚至恢复成年人失去的代谢功能。
关键窗口
研究人员发现，小鼠在生命早期暴露于广谱抗生素后，其长期代谢健康状况更差。如果小鼠在出生后的10天内接受抗生素治疗，它们会生成较少的β细胞——这些细胞位于胰腺中，负责生成调节血糖的胰岛素。成年后，这些接受抗生素治疗的小鼠血糖水平较高，胰岛素水平较低。
“这对我来说非常震惊，也有些可怕，”犹他大学病理学教授June Round说。“它展示了微生物群在这个非常短暂的早期发育阶段的重要性。”
通过测试影响不同类型微生物的各种抗生素，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，其中一种促进代谢的微生物是一种尚未深入研究的真菌——都柏林念珠菌（Candida dubliniensis）。这种真菌在健康的成年人中并不常见，但在婴儿中可能更为普遍。
重要的是，在生命早期接触都柏林念珠菌还显著降低了易患1型糖尿病的雄性小鼠的患病风险。当遗传上易患1型糖尿病的雄性小鼠在婴儿期被一种代谢“中性”的微生物定植时，它们有90%的概率会患上这种疾病；而那些被该真菌定植的小鼠，患糖尿病的概率不到15%。
研究人员还发现，接触都柏林念珠菌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，这些细胞再生了，代谢功能也得到了改善。研究人员强调，这种情况非常罕见：这种细胞通常不会在成年期生长。
“未来或许可以利用类似的信号不仅作为预防手段，还可以作为治疗方法，帮助人们在晚年恢复胰腺功能，”该研究的第一作者Jennifer Hill说。Hill曾在Round实验室担任博士后科学家，现为科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学助理教授。
如果在小鼠身上看到的好处也能在人类身上得到证实，那么微生物衍生的分子最终可能会帮助糖尿病患者恢复胰腺功能。但Hill警告说，历史上有助于小鼠β细胞再生的治疗方法并未能改善人类健康。
免疫系统增强
都柏林念珠菌似乎通过影响免疫系统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，没有微生物群的小鼠胰腺中的免疫细胞较少，成年后的代谢功能较差。
当这些小鼠在早期生活中获得都柏林念珠菌的补充时，它们的胰腺免疫细胞和代谢功能恢复正常。此外，只有在具有巨噬细胞的小鼠中，都柏林念珠菌才能促进胰岛素生成细胞的生长，这表明该真菌通过影响免疫系统来促进代谢健康。
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作用。他们的新发现为了解其他微生物如何发出类似的健康信号提供了契机。“我们对微生物群如何影响早期健康知之甚少，”Hill说，“但我们发现这些早期信号确实影响早期发育，并且对长期代谢健康产生影响。”
了解微生物群如何影响代谢，最终可能导致基于微生物的治疗手段来预防1型糖尿病。“我希望最终我们能够识别出这些重要的微生物，”Round说，“然后我们可以将它们给予婴儿，也许可以完全预防这种疾病的发生。”
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