发现与棕色脂肪细胞的能量消耗有关的肠道细菌

哪些环境因素调节棕色脂肪组织中的支链氨基酸代谢?

神户大学于10月28日宣布,它已经发现肠道细菌Bacteroides通过增强棕色脂肪组织的支链氨基酸代谢来抑制肥胖。 这项研究是由东北大学医学研究生院心血管医学系的吉田直文博士、山下智也副教授和平田健一教授领导的一个研究小组进行的。 研究成果已发表在iScience上。

世界上肥胖者的数量在增加,与肥胖有关的疾病在日本也在增加,从卫生经济的角度来看,肥胖是一个社会问题。

棕色脂肪组织是一个产热器官,利用包括支链氨基酸在内的营养物质,并且已知通过产热增加能量消耗,起到抑制肥胖的作用。 尽管有报道称,棕色脂肪组织中支链氨基酸的利用减少(即支链氨基酸代谢减少)通过减少产热而导致肥胖,但调节棕色脂肪组织中支链氨基酸代谢的环境因素尚未得到阐明。

在这项研究中,该研究小组发现,肠道细菌调节棕色脂肪组织中的支链氨基酸代谢,而Bacteroides通过增强这种代谢抑制肥胖。

Bacteoroides2增强了新陈代谢,并抑制了用该细菌治疗的小鼠的体重增加

首先,为了明确肠道细菌调节棕色脂肪组织中支链氨基酸的代谢,我们通过给有肠道细菌的正常小鼠和没有肠道细菌的无菌小鼠喂食高脂肪饮食,评估了棕色脂肪组织中支链氨基酸的代谢情况。 结果显示,在高脂肪饮食后,正常小鼠的支链氨基酸代谢缓慢下降,而在无菌小鼠中,高脂肪饮食后支链氨基酸代谢明显下降。 这些结果表明,肠道细菌以保护性的方式作用于与高脂肪饮食相关的棕色脂肪组织中支链氨基酸代谢的减少。

接下来,我们给饮食性肥胖的小鼠模型口服了两种细菌(Bacteroides dorei和Bacteroides vulgatus),并评估了它们的抗肥胖效果及其对棕色脂肪组织中支链氨基酸代谢的影响。 结果显示,经Bacteoroides2处理的小鼠的体重增长明显低于对照小鼠。 此外,用Bacteoroides2治疗的小鼠棕色脂肪组织中的支链氨基酸代谢明显增强。 这表明,Bacteoroides2通过增加棕色脂肪组织中支链氨基酸的代谢来抑制肥胖症。

最后,收集了7名肥胖患者的粪便,在神户大学的人类肠道模型中进行培养,并加入了Bacteroides2细菌的益生菌。 结果显示,在所有7名患者中,Bacteroides2细菌的比例显著增加。 这表明,当肥胖患者食用Bacteroides2益生菌时,他们的肠道中Bacteroides2细菌的比例会增加。

有望通过控制肠道细菌开发新的抗肥胖治疗方法

该研究结果揭开了肠道细菌和棕色脂肪组织之间的联系,棕色脂肪组织是一个遥远的器官,并提出了通过益生菌施用增加棕色脂肪组织中支链氨基酸的代谢来预防肥胖和治疗人类肥胖的可能性。