微生物组影响昼夜节律促进脂质蓄积

UT西南研究人员发现了有关肠道细菌和人体生物钟如何共同促进体内脂肪积累的新线索。

在一项可能有一天导致对抗肥胖的新策略的小鼠研究中，科学家们发现，肠道细菌或微生物组通过侵入并改变该细胞系中昼夜节律的功能来调节脂质(脂肪)的摄取和储存。肠子。

“这些发现表明，肠道菌群可调节机体组成并建立昼夜节律转录因子NFIL3作为微生物群，昼夜节律和宿主代谢之间必不可少的分子联系的机制，”免疫学主任Lora Hooper博士说。该研究的作者于9月1日发表在《科学》杂志上。霍珀博士是免疫学和微生物学教授，他还曾在宿主防御遗传学中心任职，并且是霍华德·休斯医学研究所的研究员。

“人类的肠道中充满着数万亿种细菌，这些细菌可以帮助我们消化食物，保护我们免受感染并产生某些维生素。越来越多的证据表明，肠道中生活的某些细菌可能使我们容易发胖，尤其是当我们食用时一种高脂，高糖的“西式”饮食，”第一作者，胡珀实验室研究生王玉浩说。

霍珀博士说，微生物组被认为是影响哺乳动物能量收集和体内脂肪蓄积(能量存储)的环境因素，并补充说人们对控制微生物组与身体成分之间关系的机制知之甚少。她长期以来一直在无菌环境中饲养缺乏微生物菌群的无菌小鼠群落。这些老鼠提供了一个线索。

她说：“缺乏微生物组的小鼠在高脂西式饮食中的表现要比带有细菌的小鼠好得多。”

人体的许多代谢途径都通过昼夜节律与昼夜周期同步。在哺乳动物中，昼夜节律钟是存在于每个细胞中的转录因子的集合，这些转录因子可驱动控制人体过程(例如新陈代谢)的基因表达的有节奏的，24小时的振荡。

在他们的实验中，研究人员比较了无菌小鼠和常规饲养的小鼠，还研究了基因上无法在肠道内壁细胞中产生NFIL3的基因敲除小鼠。

那么，肠道微生物组到底如何与肠壁“对话”以调节通过NFIL3的脂肪吸收和储存?霍珀博士说，当研究人员研究这个问题时，他们发现了一个有趣的转折，发现肠道微生物组通过侵入肠道内衬细胞中存在的生物钟来调节脂质的摄取。

黑客影响的幅度，或鲁棒性，基因驱动脂质的吸收和贮存周期如何表达。科学家们解释说，缺乏微生物组的无胚小鼠的NFIL3产量低于平均水平，这意味着它们摄取和储存的脂质较少，因此即使在高脂饮食下也可以保持苗条。

人体的生物钟能感应昼夜周期(与进食时间紧密相关)，并根据需要打开和关闭人体的代谢机制。即使肠道细胞没有直接暴露在光线下，它们的昼夜节律时钟也会从视觉和神经系统中捕获光线线索，并利用它们来调节基因表达。肠道的昼夜节律有助于调节NFIL3的表达，从而调节肠壁中NFIL3控制的脂质代谢机制。

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