肠道菌群与机体健康

人体肠道中含有上百亿的微生物,而肠道中栖居的微生物约是人体肠道上皮细胞数量的10倍,正是这庞大的微生物组成系统构成了调节宿主健康的关键 “器官” 1

16S rDNA测序分析技术是微生物检测和分类鉴定的一种强有力工具,目前,该技术已成为肠道菌群检测以及肠道菌群与疾病关系分析的一个基本工具。

肠道菌群在宿主健康的调节中发挥着重要的作用。肠道菌群失调与肥胖和糖尿病等疾病的发生密切相关。

研究发现,厚壁菌门(Firmicutes)与拟杆菌门(Bacteroidetes)的比例升高与肥胖以及由肥胖引起的糖尿病的发生密切相关 2;最新发表在《Science》上的一项研究发现,肠道中的梭菌(Clostridia)的数量对于机体的胖瘦有重要的调节作用3。 

2015年,《Cell》的一项研究发现,肠道中的普氏菌(Prevotella)可改善由拟杆菌(Bacteroides)引起的葡萄糖不耐受,并促进肝脏糖原积累 4。研究发现,益生菌如Lactobacillus acidphilus 、Lactobacillus casei和Lactobacillus GG等可改善糖尿病的发展 5,6。 


肠道微生物在代谢方面的作用表现为可降解食物中不易被消化的多糖,促进降解后的单糖被肠道吸收并引起新生的肝脂肪生成


此外,肠道微生物可抑制一种脂肪细胞因子(FIAF,又名ANGPTL4)在肠道上皮细胞中的表达,引起脂肪细胞中甘油三酯(TG)的积累 7,其对机体脂肪的调节作用示意图如下:

肠道菌群在炎症性肠病的发生和发展中也发挥重要作用。研究发现,患有克罗恩氏病或溃疡性结肠炎病人的肠粘膜可分泌更多的IgG型抗体,进而抑制广谱共生菌的生长8。 

此外,肠道菌群在免疫屏障方面也发挥着重要作用,如保护宿主不受病原菌的侵害等。

参考文献:

1.Zhang, C. H. et al. Interactions between gut microbiota, host genetics and diet relevant to development of metabolic syndromes in mice. ISME Journal, 2010, 4(2): 232-241.

2.Larsen, N. et al. Gut microbiota in human adults with type 2 diabetes differs from non-diabetic adults. PLoS One, 2010, 5, e9085.

3.Petersen, C. et al. T cell-mediated regulation of the microbiota protects against obesity. Science, 2019, 365,340.

4.Kovatcheva-Datchary, P. et al. Dietary fiber-induced improvement in glucose metabolism is associated with increased abundance of Prevotella. Cell Metab 2015, 22 , 971-82.

5.Yadav, H. et al. Antidiabetic effect of probiotic dahi containing Lactobacillus acidphilus and Lactobacillus casei in high fructose fed rats. Nutrition, 2007, 23, 62-68.

6.Tabuchi, M. et al. Antidiabetic effect of Lactobacillus GG in streptozotocin-induced diabetic rats. Biosci Biotechnol Biochem, 2003, 67, 1421-1424.

7.Backhed, F. et al. The gut microbiota as an environmental factor that regulates fat storage. Proc Natl Acad Sci, 2004, 101, 15718–15723.

8.Macpherson, A. et al. Mucosal antibodies in inflammatory bowel disease are directed against intestinal bacteria. Gut, 1996, 38, 365–75

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