Science：機體生物鐘能夠同微生物組相互作用來促進機體變胖

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日前，一項刊登在國際雜誌Science上的研究報告中，來自德州大學西南醫學中心(UT Southwestern Medical Center)的研究人員通過研究闡明了腸道菌群如何同機體生物鐘相互作用來促進機體脂肪的堆積。在對小鼠的研究中，研究人員表示，相關研究或有望幫助開發抵禦肥胖的新型療法；研究者發現，腸道微生物組（腸道菌群）能夠通過侵入腸道內壁細胞中改變這些細胞的生物鐘功能來調節機體對脂肪的攝入和儲存。

圖片來源：UT Southwestern

研究者Lora Hooper說道，相關研究揭示了一種新型機制，即腸道微生物菌群能夠調節機體組分，並且能夠建立生物鐘轉錄因子NFIL3作為微生物菌群、生物鐘和宿主機體代謝之間的必要分子關聯。人類的腸道中聚集著億萬個細菌，這些細菌菌群能夠幫助機體消化食物、保護機體免於感染以及產生特殊的維生素；大量研究證據表明，腸道中的特定細菌能夠促進機體體重增加，尤其是當我們攝入高脂肪、高糖分的西方模式飲食時。

腸道微生物組被認為是一種環境因素，其能夠影響哺乳動物機體中能量的獲取以及機體脂肪的積累，目前研究人員並不清楚控制機體微生物組和機體組分之間的關聯，研究者Hooper長期培養著機體缺失微生物組的無菌小鼠品種，對這些小鼠進行研究或許就是一個新的研究出路。她表示，缺失微生物組的小鼠往往能夠攝入更多高脂肪的西方模式的飲食。

機體中的很多代謝通路都會通過生物鐘與晝夜循環同步，在哺乳動物機體中，生物鐘往往是每個細胞中存在的驅動晝夜節律的多種轉錄因子的集合，細胞中的基因表達會進行24小時不斷波動來指導機體的一些生物代謝過程。實驗中，研究人員對比了無菌小鼠和正常小鼠的差別，同時研究了基因敲除小鼠的腸道內壁細胞中為何無法製造NFIL3。

那麼腸道微生物組到底是如何同腸道內壁「交流」來通過NFIL3調節機體的脂肪攝入和儲存的，當研究者對這個問題進行研究時他們發現，腸道微生物組能夠通過侵入內壁細胞中的生物鐘來調節機體脂質的攝入。這種入侵效應能夠影響基因驅動脂質攝入及儲存的程度，而缺失微生物組的無菌小鼠機體中NFIL3的平均產生水平則較低，這也就意味著，無菌小鼠攝入和儲存的脂質水平較低，而且甚至在高脂肪飲食的情況下也能夠一直保持「苗條」。

機體的生物鐘能夠感知晝夜節律的循環，這與攝食的時間密切相關，而且能夠在機體代謝所需的時候被開啟表達，儘管腸道細胞和光的暴露並沒有直接關聯，但生物鐘能夠從機體的視覺和神經系統捕獲光的限速，並且利用其來調節基因表達，腸道中的生物鐘則能夠幫助調節NFIL3的表達，因此腸道內壁中NFIL3能夠控制機體的脂質代謝機器。

研究者Hooper說道，讓我們覺得非常不可思議的就是來自腸道微生物組和生物鐘的兩種信號能夠互相協作來調節機體從飲食中對脂質的攝入和積累；本文研究或能幫助我們深入理解腸道微生物組同生物鐘的相互作用機制，以及這種相互作用如何影響機體的代謝；同時也能幫助我們解釋為何夜班工作者和頻繁環球旅遊的人們患代謝性疾病的風險較高，比如肥胖、糖尿病和心血管疾病等。

原始出處：

Yuhao Wang, Zheng Kuang, Xiaofei Yu, et al. The intestinal microbiota regulates body composition through NFIL3 and the circadian clock. Science(2017). DOI: 10.1126/science.aan0677

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