Nat Commun：揭秘食物的摄入修饰机体肠道功能的分子机制

2021年12月8日 讯 /生物谷BIOON/ --目前全球有超过10%的人处于肥胖状态，40%的人处于过重状态，肥胖构成了人类最关键的健康挑战之一，然而现有的治疗方案仍然很少，而且效率较低；几年前，来自瑞士日内瓦大学 的研究人员通过研究发现，肠道的吸收表面和功能或许会因特定的外部刺激而发生改变，比如暴露在寒冷环境中；如今，研究人员通过使用不同的小鼠模型以及人类肠道活检组织，成功解析了支配这种令人惊讶的器官可塑性背后的分子机制，同时研究者发现，增加食物的摄入量或许会提高肠道的吸收表面和功能。从机制上来讲，这或许是因为PPARα表达量的增加所致，PPARα是一种特殊的调节性蛋白，其对于暴饮暴食所引起的肠道吸收热量能力的增加非常必要；此外，如果摄入大量食物会增加肠道的吸收表面，那么食物限制或许就能逆转这一过程并使其恢复到正常水平；而这种现象或许能利用药理学和遗传性手段来重现，这或许就有望帮助提出有效限制机体肥胖的潜在途径。相关研究结果“Dietary excess regulates absorption and surface of gut epithelium through intestinal PPARα”发表在了Nature Communications杂志上。

揭秘食物的摄入修饰机体肠道功能的分子机制。

图片来源：UNIGE/Mirko Trajkovski

目前全世界有数以亿计的成年人和儿童在临床上处于肥胖状态，而这种情况与引发死亡的主要原因密切先关，比如心脏病或中风等；肥胖主要是因为机体能量消耗和卡路里摄入之间的失衡所造成，这种不平衡常常发生在肠道中，而此前食物在此处被分解并被机体吸收进入血液，从而分布到整个机体。为了能够吸收足够的热量，肠道壁上有数百万个称之为绒毛和微绒毛的肠曲结构，这些结构在一起能够覆盖一个足球场大的表面。

研究者Mirko Trajkovski教授表示，几年前我们发现，肠道能够根据环境出发因素和生理性需求变长或变短，因此，我们就想通过研究理解到底是什么样的机制推动了这种显著的肠道可塑性。文章中，研究者利用不同的小鼠模型结合人类肠道活检组织（3D人工组织），他们观察发现，食物的摄入量或许就是肠道长度的主要调节因素；研究者观察到了对提高所摄入食物水平的相对快速和生理上的惊人反应，即肠道长度增加了超过30%，同时绒毛和微绒毛也发生了大幅增长，从而就有助于增加肠道对卡路里的摄入能力。更重要的是，这些变化或许是可逆的，当食物的摄入量减少时，肠道的长度和形态学就会恢复到正常水平。

肠道的扩张需要大量能量，研究者发现，增加肠道的吸收面或许会动员肠道中不同的代谢通路，即细胞将食物转化为能量的步骤；尽管研究者发现了多个通路或许会促进肠道扩展，但其中一种名为PPARα的通路或许被发现是不可或缺的。实际上，PPARα是一种对于增加绒毛长度非常关键且重要的蛋白质，同时其对于通过增加名为PLIN2蛋白的水平来增加从食物中摄入热量的能力也非常重要，这会有利于脂肪的吸收。通过失活小鼠肠道中PPARα的功能，研究人员就证实了这一机制，机体肠道中PPARα的剔除或药理学抑制或许就会在减少肠道吸收功能上显现出明显的效果。 这种肠道特异性的PPARα抑制或许就足以恢复脂肪的积累和肥胖发生，以及因高热量饮食所导致的机体葡萄糖不耐受性。

图片来源：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27133-7

肠道可塑性能允许肠道和绒毛收缩或扩大，这或许能作为一种宝贵的资产，来进一步被深入探索其是否能作为胃旁路手术或其它旨在减少体重和肥胖相关疾病的干预措施的一种可逆性的选择性手段。PPARα是一种在多种代谢功能上非常关键的蛋白质，其会在机体多种组织中进行表达；因此，在这些发现应用于患者之前，研究人员非常有必要开发出能在肠道内选择性抑制其功能而不影响其它器官的方法。

综上，本文研究结果表明，剔除肠道中的PPARα或许会限制机体中脂质的吸收并能限制脂滴水的扩张和PLIN2的水平，这对脂滴的形成至关重要，其或能帮助改善脂质代谢、并能减少机体脂肪和肝脏的脂肪变性，这或许有望作为治疗肥胖的另一种靶点。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Stojanović, O., Altirriba, J., Rigo, D. et al. Dietary excess regulates absorption and surface of gut epithelium through intestinal PPARα. Nat Commun 12, 7031 (2021). doi：10.1038/s41467-021-27133-7