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IF=20.8Nature子刊!减肥人对主食不再说no!上海交通大学贾伟平团队“肠道微生物组+代谢组学”研究

生信图书馆  · 公众号  ·  · 2024-06-16 19:10

正文

大家好呀!最近有没有想减肥的小伙伴呢?生信湾我一到夏天肚子上的肉肉就要藏不住了 。那么想要减肥的朋友,除了运动锻炼,其实饮食上也要注意了!

抗性淀粉大家都听说过吧,是一种特殊类型的淀粉,由于其结构特点, 在小肠中不能被人体消化酶分解,因此不会被快速吸收转化为糖分 。这种特性使得抗性淀粉具有低血糖指数,有助于控制血糖水平,并可能对减肥和维持健康体重有积极作用。那么抗性淀粉具体的作用机制是什么呢?让生信湾带大家看看吧~

这是上海交通大学贾伟平团队近期发表在Nature Metabolism杂志上的研究,作者通过“肠道微生物组+代谢组学”等分析方法证实了抗性淀粉(RS)补充能显著促进超重或肥胖人群的体重减轻。下面一起来看看吧!

1. 多组学联合分析 :本研究结合了 微生物组 学和 代谢组学 数据,全面评估了RS对 肠道菌群组成 宿主代谢 的影响。

2. 临床试验设计 :该研究采用了 随机、安慰剂对照 的交叉设计试验,这种设计有助于减少混杂因素,提高结果的可靠性,是评估饮食干预影响体重的创新方法。

3. 机制研究 :通过动物模型和人类参与者的研究,揭示了RS诱导的肠道菌群变化如何通过 改变胆汁酸轮廓、减少炎症、恢复肠道屏障功能以及抑制脂质吸收 等机制来发挥作用,这些发现为开发新的肥胖治疗策略提供了科学依据。

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题目:抗性淀粉的摄入通过重塑肠道微生物群来促进人类的体重减轻

杂志:nature metabolism

影响因子:IF= 20.8

发表时间:202 4 3

本研究针对全球肥胖问题,探索了抗性淀粉(RS)作为饮食补充对体重管理和代谢健康的潜在影响。通过临床试验和多组学分析,揭示了RS如何通过调节肠道菌群来实现体重减轻和改善胰岛素敏感性,为肥胖治疗和预防提供了新的策略和科学依据。

本研究数据来源于临床试验。纳入标准为(1)年龄18-55岁;(2)超重或肥胖,定义为BMI≥24 kg m - 2 或男性腰围≥85 cm,女性腰围≥80 cm 。排除标准为急性疾病、前3周内使用抗生素或益生菌补充剂、诊断为甲状腺功能亢进或甲状腺功能减退、糖尿病、目前全身性皮质类固醇治疗或影响糖代谢的药物、研究前4周内参加其他临床试验。

本研究首先进行了一项随机对照交叉设计试验,以评估抗性淀粉(RS)补充剂对超重或肥胖人群体重和胰岛素抵抗的影响。随后,通过宏基因组和代谢组学分析,研究了RS对肠道微生物群组成的影响及其与宿主代谢表型之间的关联。此外,通过粪便微生物移植(FMT)实验和动物模型,进一步探讨了RS诱导的肠道微生物变化对宿主肥胖和葡萄糖代谢的影响及其潜在机制。

1. RS干预有助于减肥

本研究采用随机、安慰剂对照、双盲、交叉设计试验,37名超重或肥胖参与者接受8周抗性淀粉(RS)或对照淀粉(CS)干预,中间有4周洗脱期。结果显示, RS能显著降低体重、脂肪量和腰围,改善胰岛素敏感性 。此外,RS摄入还降低了炎症标志物,增加了血清脂联素水平,提高了葡萄糖输注率。研究还发现,RS通过增加肠道中的 双歧杆菌 属等有益菌群,改善了肠道屏障功能,减少了炎症,并可能通过影响胆汁酸代谢来促进体重减轻(图1)。

图1 体重超标个体8周RS干预后肥胖减轻、临床试验示意图

2、 RS干预可重塑肠道菌群

通过高通量宏基因组测序,深入分析了抗性淀粉(RS)对肠道菌群动态的影响。结果显示,RS干预显著改变了肠道菌群的组成,特别是 增加了双歧杆菌属( Bifidobacterium adolescentis )、长双歧杆菌( Bifidobacterium longum )和罗氏菌( Ruminococcus bromii )的丰度 ,而减少了其他几种菌种。通过相关性分析,发现 B. adolescentis与BMI、腰围、VFA、GIR和血清ANGPTL4水平等宿主参数的变异具有最强关联,表明其在缓解肥胖中可能发挥关键作用 。此外,研究还发现 RS干预影响了肠道菌群的代谢途径 ,为RS通过调节肠道菌群来减轻体重提供了新的分子机制证据(图2)。

图2 肠道微生物组对RS治疗的反应与宿主表型的关系

3、RS重塑的肠道微生物群减轻小鼠肥胖

为探究抗性淀粉(RS)相关肠道菌群改善宿主腹部肥胖和葡萄糖代谢的潜力,作者在用西式饮食喂养并经过抗生素处理的小鼠上进行了粪便微生物移植(FMT)实验,使用了RS或对照淀粉(CS)干预后的人类供体样本。移植后两周,接受RS菌群的小鼠体重和脂肪量显著低于接受CS菌群的小鼠。组织学分析显示, 接受RS菌群的小鼠脂肪细胞尺寸显著减小 。全面监测系统显示两组小鼠在能量消耗、呼吸交换比、CO 2 产生、O 2 消耗、活动和食物摄入方面无显著差异。 RS菌群的小鼠葡萄糖耐受性得到改善,血清脂联素水平显著提高 ,表明RS改变的肠道菌群足以缓解肥胖并改善宿主的葡萄糖代谢(图3)。

图3 受rs影响的肠道微生物群可减轻肥胖

4、rs重塑肠道菌群恢复肠道屏障

与临床试验结果一致,RS改变的肠道菌群减轻了系统性炎症。FMT两周后,接受RS菌群的小鼠循环中MCP-1、IL-1β和IL-6水平显著低于接受CS菌群的小鼠,而抗炎因子IL-10水平升高。在肠系膜脂肪组织中,MCP-1、IL-1β和IL-6表达降低,IL-10表达升高。RS菌群的小鼠肠道通透性显著降低,紧密连接蛋白ZO-1和occludin表达增加,减少了LPS从肠道到循环的渗透,表明 RS改变的菌群通过保护肠道屏障来阻断LPS渗透,从而减轻肥胖诱导的慢性炎症 (图4)。

图4 rs影响的肠道微生物群恢复肠道屏障并减少脂质吸收

5、 B. adolescentis 对肥胖的影响

RS引起的双歧杆菌属( B. adolescentis )增加与腹部肥胖的缓解强相关 。进一步研究发现,活体 B. adolescentis 通过提高肠道ANGPTL4表达和分泌,显著减轻了西式饮食喂养小鼠的体重增加和脂肪积累。活体 B. adolescentis 处理的小鼠显示出降低的腔内脂肪酶活性、降低的小肠三酰甘油(TG)和增加的粪便TG水平,以及 循环ANGPTL4水平的显著提高







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