Cell Host & Microbe: 高脂饮食促进代谢障碍的肠道微生物节律

现代社会昼夜节律紊乱导致代谢性疾病发病率上升。昼夜节律是行为和生物过程中的24小时振荡，部分由体内几乎所有细胞中都存在的核心昼夜时钟(CC)转录-翻译反馈环驱动。

这些节律对主要代谢和免疫途径的调节至关重要，在这些途径中，近一半的小鼠转录组处于CC控制之下。当昼夜节律改变或不起作用时，就会出现不利的代谢后果，包括肥胖增加和胰岛素敏感性受损。

肠道微生物的昼夜振荡是宿主昼夜节律和新陈代谢的重要饮食驱动因素，确保了能量的最佳平衡。然而，饮食、微生物和维持肠道振荡的宿主因素之间的相互作用是复杂的，而且知之甚少。

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.03.030

近日，芝加哥大学的研究者在“Cell Host & Microbe”杂志上发表了题为“High-fat diet disrupts REG3g and gut microbial rhythms promoting metabolic dysfunction”的文章，该研究揭示了恢复肠道微生物群感知特定宿主因子(如Reg3g)介导的饮食信号的能力可以用来改善代谢功能障碍。

在本研究中，研究者使用小鼠模型，报告宿主C型凝集素抗菌肽Reg3g与关键的回肠微生物以双向方式协调这些相互作用，而与肠道核心生物钟无关。高脂饮食是微生物振荡器的主要驱动力，微生物振荡器破坏宿主代谢的动态平衡，导致心律失常的宿主Reg3g表达，继而推动关键肠道微生物的丰富和振荡。

这说明生物节律的跨界协调主要受饮食和宿主和微生物成分之间相互的传感器-效应器信号的影响，最终驱动新陈代谢。

高脂饮食扰乱REG3g和促进代谢障碍的肠道微生物节律

图片来源：https://doi.org/10.1016/j.chom.2022.03.030

综上所述，本研究表明，饮食的主要线索与REG3g作为次要线索，通过它们对肠道微生物种群的作用，是调节特定细菌的节律性的必要组件，而这些特定细菌与原型CC基因网络无关。

这些微生物节律主要依赖于动态的饮食-宿主-微生物相互作用。研究者推测，特定的细菌要么繁荣，要么消失，因为改变了饮食摄入，导致在关键时刻诱导或抑制Reg3g。如果不恰当的时机或失去昼夜的Reg3g持续存在，可能会使宿主更容易受到感染，正如Brooks等人最近所表明的那样。或者更糟糕的慢性疾病的发病机制，如饮食诱导的肥胖。

这些相互作用是跨界协调的一个主要例子，这对哺乳动物宿主适应每日饮食摄入量的变化至关重要。此外，该研究发现表明，HF饮食可能会削弱某些益生菌的代谢益处，如LGG，其影响是通过与宿主REG3g的相互作用来调节的。

为了提高益生菌给药的有效性，有可能同时考虑饮食规划和进餐时机。在此获得的知识为确定恢复宿主-微生物昼夜相互作用以缓解与HF饮食相关的代谢性疾病的干预措施提供了一个框架。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Katya Frazier et al. High-fat diet disrupts REG3g and gut microbial rhythms promoting metabolic dysfunction. Cell Host Microbe. 2022 Apr 12;S1931-3128(22)00160-3.