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Science子刊:一种肠道细菌可逆转胰岛素抵抗性,有望具有强大的抗衰老作用

来源:本站原创 2018-11-21 20:08

2018年11月21日/生物谷BIOON/---胰岛素抵抗性(insulin resistance)指的是身体高效地利用食物提供能量的能力逐渐受到削弱。最为人所知的是,它是患者患上2型糖尿病需要经历的一个中间阶段。不过胰岛素抵抗性也与一系列不好的疾病---从肥胖和炎症到随着年龄增长而出现的免疫力下降和虚弱(frailty)---有关。如果能够找到一种减缓或逆转胰岛素抵抗性的方法,那么它除了保护全世界6.5亿肥胖成年人中的一些人不患上2型糖尿病之外,可能还具有广泛而强大的抗衰老作用。

栖息在肠道中的细菌Akkermansia muciniphila(A. muciniphila)是2004年首次被发现的,被认为占成人肠道细菌的1%~5%。科学家们猜测它有助于保护我们的肠道壁上的粘液层。它也可能起着让我们在植物性食物中摄取的多酚更容易被我们的细胞利用的作用(Journal of Clinical Biochemistry and Nutrition, July 2018, doi:10.3164/jcbn.1857)。

越来越多的证据表明A. muciniphila参与肥胖、葡萄糖代谢和肠道免疫。比如,2018年初,在一项针对癌症患者的研究中,Bertrand Routy等人发现这种肠道细菌在免疫反应中起作用。相比于未能从新一代免疫疗法中受益的患者,那些从新一代免疫疗法中受益的患者具有更高的A. muciniphila丰度(Science, 05 Jan 2018, doi:10.1126/science.aan3706)。Bertrand Routy等人获得对这种抗癌疗法作出积极反应的患者的粪便,并将它移植到携带人类癌症的实验室动物体内,结果发现这些动物受者更可能对同样的免疫疗法作出积极的反应。

在一项新的研究中,来自美国国家老化研究所的研究人员在小鼠和恒河猴中研究了因清除A. muciniphila而引发的一系列分子事件。他们评估了恢复这种肠道细菌对年老小鼠的影响。相关研究结果发表在2018年11月14日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Commensal bacteria contribute to insulin resistance in aging by activating innate B1a cells”。

首先,这些研究人员记录到相比于年轻小鼠的肠道,年老小鼠的肠道具有明显较少的A. muciniphila群体,而且随着A. muciniphila变得更加稀少,作为肠道关键保护分子之一的丁酸盐也是如此。

这两者的缺乏导致年老小鼠肠道的粘膜变薄并发生渗漏。这个破坏性过程引发了一系列触发炎症的事件,促进免疫反应产生,并且最后一步就是这增加了胰岛素抵抗性。

最后一步的关键是一种特定类型的称为4BL细胞的免疫细胞在肠道中堆积。这些研究人员推测,如果这一系列有害的事件受到破坏,那么这些4BL细胞的堆积很可能就被阻止。

这些研究人员还记录到对定植到肠道中的其他微生物而言,A. muciniphila发挥着促进健康的肠道细菌多样性的作用。在缺乏A. muciniphila群体的小鼠中,许多其他常见的肠道细菌---以及它们的有益副产物,特别是丁酸盐---也受到了破坏。

当这些研究人员给年老小鼠喂食丁酸盐时,他们发现它们具有更高的A. muciniphila水平,此外这种A. muciniphila水平和它们的胰岛素抵抗性水平接近于在年轻小鼠中观察到的水平。当他们给年老小鼠和恒河猴提供抗生素恩诺沙星(一种用于兽医的广谱抗生素)时,他们得到了相同的结果。在这两种动物中,恩诺沙星(enrofloxacin)---不被认为可安全用于人类---通常会清除被认为在这一系列导致胰岛素抵抗性的事件中起关键作用的4BL细胞。随着4BL细胞被清除,A. muciniphila水平上升了,胰岛素抵抗性基本消失了,这就证实它们起着关键作用。

这些研究人员写道,这些结果表明通过靶向清除A. muciniphila后发生的一系列事件,就可能改善与衰老甚至虚弱相关的胰岛素抵抗性和其他病理特征。

比利时天主教鲁汶大学研究员Patrice Cani正在探究一种益生菌形式的A. muciniphila,旨在增加它在人体肠道中的存在。他说,这些新的研究结果与已证实这种细菌对胰岛素敏感性的影响的研究“完全一致”。

Cani补充道,在恒河猴身上发现这种肠道细菌的能力是一个特别重要的进步,这是因为它更为支持在未来开展针对人类的研究”。

Cani和他的同事们刚刚完成了一项关于人类的小型研究,旨在研究以一种增加A. muciniphila群体在肠道中数量的形式摄入A. muciniphila的安全性和可行性,这也是全世界首次开展这样的研究。他说,迄今为止取得的结果是令人鼓舞的。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

Monica Bodogai1, Jennifer O’Connell2, Ki Kim et al. Commensal bacteria contribute to insulin resistance in aging by activating innate B1a cells. Science Translational Medicine, 14 November 2018, 10(467):eaat4271, doi:10.1126/scitranslmed.aat4271.

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