《自然》：肠菌帮我们吃掉“多余的糖”！科学家发现有助改善胰岛素抵抗的肠菌，或可用于预防2型糖尿病

你知道吗，人体从食物中获得的能量，其实有10%都是肠菌消化碳水化合物为我们提供的[1]。

近期发表在《自然》杂志上的一篇论文发现[2]，部分“爱糖”肠菌还能发挥更大的作用。科学家们对306名成年人进行了多组学分析，发现胰岛素抵抗个体的粪便中存在更多果糖等单糖，他们比胰岛素敏感个体缺少的肠菌表现出了独特的碳水化合物代谢模式，正是更偏爱这些单糖。

其中，Alistipes indistinctus是代谢单糖种类最多的肠菌。研究者发现，Alistipes indistinctus能够降低肥胖小鼠的血糖，并改善它们的胰岛素抵抗问题。

看来，能帮助人类预防2型糖尿病的好菌可以+1了。

胰岛素抵抗是2型糖尿病和代谢综合征的主要病理表现，已经有很多研究发现这个过程中肠菌组成的特征和它们的一部分作用。既然如此，是否有机会从肠菌下手，在2型糖尿病尚未形成时下手，挽救胰岛素抵抗呢？

研究者们招募了306名成年人参与者，他们年龄20-75岁（中位年龄61岁），71%为男性。因为长期高血糖会带来不可预测的影响，这些人中不包括已经诊断为糖尿病的人。参与者的中位BMI为24.9，糖化血红蛋白（HbA1c）5.8%，胰岛素抵抗评分（HOMA-IR）达到2.5被认为属于胰岛素抵抗表型。

多组学分析包括对粪便和血浆的代谢组分析，宏基因组学分析，对外周血单个核细胞的转录组学分析等等。

研究的发现很有趣，与胰岛素抵抗显著相关的亲水性代谢物多为碳水化合物代谢物，主要是果糖、半乳糖、甘露糖和木糖等单糖，丙酸盐等短链脂肪酸也有增加。

与IR有显著关联的主要是碳水化合物代谢物

再对比16S rRNA测序的结果，研究者确定了与胰岛素抵抗相关碳水化合物代谢物有关的两个微生物群组，其一是具有显著正相关的毛螺菌科（Lachnospiraceae），尤其是Dorea属；另一组则是具有显著负相关的拟杆菌属（Bacteroides）、另枝菌属（Alistipes）和Flavonifractor属。

研究者还发现，这些胰岛素抵抗相关代谢物与炎症也有显著的关联，尤其是IL-10，对果糖、甘露糖、木糖和鼠李糖有独特的作用。研究者认为，这些发现表明在胰岛素抵抗中，粪便微生物组、代谢组和宿主炎症表型之间存在此前未曾识别的相互作用，过量的单糖很可能影响宿主细胞因子的表达。

复杂的互作关系

研究者进一步分析了相关肠菌的代谢谱，发现Alistipes indistinctus消耗的碳水化合物种类是最多的。

将Alistipes indistinctus等7种与胰岛素敏感的候选细菌移植给高脂饮食小鼠，研究者发现，它们能够显著降低小鼠的餐后血糖、并改善糖耐量，Alistipes indistinctus的效果是最好的。

至于机制，研究者发现Alistipes indistinctus治疗小鼠的碳水化合物氧化显著减少，意味着碳水化合物使用受限。考虑到饮食摄入量和运动量并未改变，研究者认为，Alistipes indistinctus减少了肠道中宿主可及的碳水化合物。

也就是说，Alistipes indistinctus可能替我们吃掉了部分促炎、促脂质积累的单糖。

研究者认为，毛螺菌科的存在可以帮助我们发现糖尿病的征兆，而Alistipes indistinctus也能够成为前驱糖尿病阶段逆转胰岛素抵抗的好助手。当然，前提是我们更好地搞清楚它的作用机制和有效的临床试验验证。

参考资料：

[1]McNeil, N. I. The contribution of the large intestine to energy supplies in man. Am. J. Clin. Nutr. 39, 338–342 (1984).

[2]Takeuchi, T., Kubota, T., Nakanishi, Y. et al. Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance. Nature (2023). https://doi.org/10.1038/s41586-023-06466-x