近日,我所本草物质科学研究室(2800组群)梁鑫淼研究员团队与江南大学朱升龙教授、陈永泉教授合作报道了一种可以减少饮食中糖分摄入的肠道细菌,该发现可能有助于开发治疗肥胖和代谢性疾病的新疗法。
过度的食用糖会导致许多非传染性疾病,例如肥胖、心血管疾病、代谢综合征及2型糖尿病等。动物在生物学上天生渴望糖,不加控制的糖偏好会导致高糖摄入,进而增加高血糖和代谢性疾病的风险。之前的研究发现,人类对不同食物的渴望源于肠道向大脑发送的信号。因此,肠道是传递饮食偏好的关键器官。然而,由于对糖分渴望的调节是一个复杂的过程,肠道微生物的作用至今尚不清楚。
本工作中,研究人员通过分析糖尿病小鼠和糖尿病患者的血液发现,糖尿病小鼠和人类的血液细胞中的FFAR4水平偏低,且FFAR4突变人群对糖的偏好有所增加。研究人员还发现,肠道FFAR4水平的降低显著影响了肠道微生物B.vulgatus的丰度及其关键代谢产物泛酸的含量,B.vulgatus衍生的泛酸介导了GLP-1-FGF21激素轴的激活。进一步,研究人员通过给糖尿病小鼠喂食泛酸或用B.vulgatus定殖等手段验证了这种复杂的肠道-肝脏-大脑相互作用影响小鼠糖偏好的机制。
这些发现揭示了一种新型糖偏好形成的内在调控机制:肠道脂肪酸受体通过调节肠道关键菌群B.vulgatus的丰度及其代谢产物泛酸,进而诱导体内激素分泌以维持糖摄食行为平衡。该研究为糖尿病预防提供了一种有效策略,提出进一步开发FFAR4组织特异性激动剂或靶向调节B.vulgatus可能是预防糖尿病的一种方法,未来,还需要进一步的临床研究来验证这一肠-肝-脑轴作为营养感知途径调控代谢性疾病的潜在应用价值。
相关成果以“Free fatty acid receptor 4 modulates dietary sugar preference via the gut microbiota”为题,发表在《自然-微生物学》(Nature Microbiology)上。上述工作得到了国家自然科学基金等项目的资助。(文/图 叶贤龙、张婷婷)