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Gut:用肠道有益菌打通“肠-脑轴”,恢复葡萄糖代谢

时间: 2020.10.22

来源:中国生物技术网,原题:Gut:用肠道有益菌打通“肠-脑轴”,恢复葡萄糖代谢

如今,2型糖尿病这种代谢疾病已经变得越来越普遍。据国际糖尿病联盟(IDF)去年发布的最新报告显示,全球糖尿病患者至少已有4.63亿(每11个人中就有1位)。另据2020年中国糖尿病流行病学的最新数据显示,中国糖尿病患者总数已达1.298亿。

虽然患者群体庞大,但目前针对糖尿病的治疗方法,不外乎口服降糖药物和注射胰岛素而已。因此,科学家们一直想办法开发新的治疗方法,有效且无副作用的口服疗法是最优先考虑的。

近日,发表在《Gut》上的一项研究中,由法国国家健康与医学研究院(INSERM)领导的国际研究团队表明他们距离开发这种疗法又近了一步。他们用益生元调节肠道菌群改变肠神经元的作用,从而减轻了糖尿病小鼠的高血糖症。

这项新研究建立在先前研究的基础上,该研究表明,肠道有益菌产生的脂肪分子可以改善血糖代谢。这类脂质被认为会影响肠-脑轴,即大脑与肠道高度发达的肠神经系统(也称为第二大脑)之间关键的双向通信。肠神经系统在正常和病理条件下在控制肠-脑轴方面发挥着关键作用。

在2型糖尿病中,肠道与大脑之间的通信中断了,那么就会发生:餐后,大脑无法向肝脏、肌肉和脂肪组织发送信号,以告诉它们从血液中吸收更多的葡萄糖。结果导致了胰岛素抵抗。

通常,十二指肠(小肠的第一部分)向大脑发出信号,这一过程包括肠道平滑肌的放松。但是,在2型糖尿病患者体内,这些肌肉表现为持续的机械收缩或过度收缩,结果导致信号中断。

研究人员认为,肠道有益菌是逆转肠道平滑肌过度收缩和恢复健康葡萄糖代谢的关键。

已知低聚果糖(FOS)可以促进有益菌的生长,它们会通过产生各种脂质来改善葡萄糖代谢。

然而,到目前为止,这些脂质的身份仍然未知。

为此,研究人员给小鼠喂食一种添加了FOS的特殊食物。然后,他们将这些小鼠与未补充FOS小鼠结肠中的成分进行了比较。

研究人员发现,虽然FOS益生元在肠道的下部发酵,但它们能在远离结肠的地方发挥作用。FOS治疗的小鼠结肠中唯一显著增加的是名为12-羟基二十碳四烯酸(12-HETE)的脂质。当他们用12-HETE喂食糖尿病小鼠时,不仅降低了十二指肠过度收缩的情况,还改善了小鼠的血糖水平。

为了探究这些结果是否适用于人类,该研究团队还分析了接受过抗糖尿病治疗的2型糖尿病患者和健康志愿者的十二指肠活检。

他们发现,与健康志愿者相比,糖尿病患者十二指肠中的12-HETE水平下降了38%。研究人员承认,这一发现在统计学上并不显著,但也指出了他们研究中的志愿者人数较少。

最终,他们发现12-HETE通过增强mu阿片受体(一种神经受体)的信号减轻了十二指肠的肌肉收缩,从而恢复了肠道和大脑之间的通信。

这项研究是最新一项揭示人类肠道细菌与我们健康之间密切关系的研究之一。

科学家们乐观地认为,他们的工作将带来新的治疗方法,既可以促进肠道内12-HETE的产生,也可以通过口服脂质作为补充。

研究人员在论文中总结道:“通过结合营养和药理学方法,我们已经确定了肠道微生物和宿主之间的一种新的交流方式。此外,我们还发现了一些新的靶点及其在啮齿类动物中的作用机制,这或许也适用于人类。确定治疗2型糖尿病及其并发症的特定靶点将是开发无副作用药物的突破性解决方案。”

论文链接:https://gut.bmj.com/content/early/2020/09/29/gutjnl-2019-320230


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