免疫系統用腸道菌來控制糖代謝

日期：2016-11-16 08:50:34

最近，俄勒岡州立大學等機構的研究人員發現，在免疫系統、腸道細菌和葡萄糖代謝之間，有一條重要的紐帶，當這個“串擾”和相互作用運作不正常時，可導致2型糖尿病和代謝綜合征。

這項研究結果發表在11月14日的《Nature Communications》，是“不同的哺乳動物系統如何以一種先前未知的方式彼此相互影響”的一個例子。研究人員表示，更好地了解這些系統，可能會為糖尿病和其他疾病帶來新的益生菌療法。

研究還指出了腸道中適當的細菌功能的重要性，以及一種細菌（特別是Akkermansia muciniphila）幫助調節糖代謝的作用。科學家們說，這種細菌的作用是非常重要的，它經過了數百萬年的進化，是保守的，在小鼠和人類身上執行類似的功能。

此項研究的通訊作者之一、俄勒岡州立大學獸醫學院的助理教授Natalia Shulzhenko博士說：“我們發現，在生物學上有多種關系和通訊，我們所說的串擾，是非常重要的，我們才剛剛開始了解它。一些研究清楚地表明，我們的免疫系統，以一種我們從未認識到的方式，與其他代謝功能密切相關。這仍然是非傳統思維方式，它被描述為一個新的領域，被稱為免疫代謝（Immunometabolism）。在進化的過程中，哺乳動物（包括人類），已經發展出了相互溝通的功能系統，微生物是這個過程中的一個重要組成部分。”

先前已有人觀察到，一種免疫介質——一種干擾素，或信號蛋白，稱為IFN-y，可能影響葡萄糖代謝的正常功能。IFN-γ有助于對抗多種病原菌和感染，但是其水平的降低可導致糖代謝改善。然而，這個實際的過程還沒有得以理解。

本文共同通訊作者、俄亥俄州立大學藥學院助理教授Andrey Morgun說：“在這之前，沒有人知道，IFN-γ到底如何影響葡萄糖耐量。微生物的參與并沒有真正被考慮過。但是，借助于統計模型和一種我們稱之為TransKingdom網絡的方法，我們能夠找出一些可能的候選細菌。”

細菌A. muciniphila，已被發現在這個溝通過程中起著至關重要的作用，在這項研究中，科學家們稱其為“缺失的環節”。研究表明，用含量更少的IFN-γ專門養育的小鼠，有較高水平的A. muciniphila，并具有顯著改善的糖耐量。當IFN-γ水平升高時，A muciniphila水平下降，糖耐量降低。

在人類中也獲得了相似的觀察結果。例如，據觀察，運動員都有非常高水平的腸道細菌A. muciniphila，這是一種粘液降解菌。該研究清楚地表明，曾經被認為在功能上獨立的兩個系統——免疫和葡萄糖代謝，事實上卻是密切相關的，并且這種聯系可能是由腸道細菌提供的。

研究人員說，可能有不止一種細菌參與了這個溝通過程和代謝控制。腸道有數以千計種細菌，它們似乎都發揮作用，作為一個代謝活躍的器官，從而強調了腸道細菌健康的重要性。

研究人員說，當然，細菌介導的溝通，只是復雜的人類系統的一部分——如合理飲食、運動和適當的體重控制這樣的問題，仍然是重要的。