新的研究表明，肠道微生物在婴儿期塑造了胰岛素产生细胞的发展，导致了长期的代谢变化和糖尿病风险。研究人员发现，如果小鼠在出生后不久的一段时间内接触广谱抗生素，它们在成年后会表现出较差的代谢健康状况。如果小鼠在出生后的10天窗口期内接受抗生素治疗，它们会产生较少的β细胞（胰腺中调节血糖的胰岛素产生细胞）。这些接受抗生素治疗的小鼠在成年后还表现出较高的血糖水平和较低的胰岛素水平。
“这对我来说非常令人震惊和有点可怕，”犹他大学健康学院病理学教授、该研究的资深作者之一June Round博士说。“这表明微生物群在这一非常短暂的早期发育阶段有多么重要。”
通过测试多种影响不同类型微生物的抗生素，研究人员确定了几种特定的微生物，这些微生物可以增加胰岛素产生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名为都柏林念珠菌的真菌，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。
至关重要的是，早期生活中接触都柏林念珠菌还能显著降低易患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%的概率会患上糖尿病。而那些被定植了这种真菌的小鼠，患病概率不到15%。
研究人员还发现，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产生细胞已被杀死的成年小鼠体内时，胰岛素产生细胞再生，代谢功能得到改善。研究人员强调，这种情况非常罕见：这种细胞通常在成年后不会生长。
“未来的一种可能性是，也许这些信号不仅可以作为一种预防手段，还可以作为一种治疗方法，在以后的生活中帮助人们，”该研究的第一作者Jennifer Hill博士说，她在犹他大学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、细胞和发育生物学助理教授。
如果在小鼠中观察到的好处在人类身上也能成立，那么微生物衍生的分子最终可能会帮助恢复糖尿病患者的胰腺功能。但Hill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方面的改善。
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产生细胞。先前的研究表明，胰腺中的免疫细胞可以促进其邻近胰岛素产生细胞的发育。研究人员发现，没有微生物组的小鼠在胰腺中的免疫细胞较少，成年后的代谢功能也较差。当这些小鼠在早期生活中接受都柏林念珠菌增强剂时，它们的胰腺免疫细胞和代谢功能都会恢复正常。而且只有在有巨噬细胞的小鼠中，都柏林念珠菌才能促进胰岛素产生细胞的生长，这表明这种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都柏林念珠菌的好处。他们的新发现可能为理解其他微生物如何发挥类似健康信号的作用提供了一个切入点。
“我们对微生物组如何影响早期生命健康了解不多，”Hill说。“但我们发现，这些早期的生命信号确实会影响早期发育，并且还会对代谢健康产生长期影响。”
Round补充说，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来预防1型糖尿病。
“我希望最终会发生的是，我们将识别出这些重要的微生物，”她说，“我们可以把它们给婴儿，这样或许可以完全预防这种疾病的发生。”
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