Nature：腸道細(xì)菌治療降低胰島素抵抗，預(yù)防糖尿病
胰島素抵抗（Insulin Resistance，IR）是代謝綜合征和2型糖尿病的主要病理生理基礎(chǔ)。之前的宏基因組研究已經(jīng)描述了腸道菌群的特征及其在胰島素抵抗主要營養(yǎng)素代謝中的作用。特別是共生生物的碳水化合物代謝被認(rèn)為貢獻(xiàn)了高達(dá)10%的宿主總能量獲取，從而在肥胖和前驅(qū)糖尿病的發(fā)病機制中發(fā)揮作用。然而，其潛在機制仍不清楚。
2023年8月30日，日本理研綜合醫(yī)學(xué)中心的研究人員在 Nature 期刊發(fā)表了題為：Gut microbial carbohydrate metabolism contributes to insulin resistance 的研究論文。
該研究全面闡述了胰島素抵抗中的宿主-微生物關(guān)系，揭示了腸道菌群對碳水化合物代謝的影響，為改善胰島素抵抗提供了潛在治療靶點。
該研究分析了306名參與者（71%為男性），年齡為20-75歲（中位年齡61歲），排除了診斷為糖尿病的個體，以避免高血糖的任何長期影響。因此，與以往大多數(shù)糖尿病和肥胖宏基因組研究相比，這項研究納入了相對健康的個體，參與者體重指數(shù)（BMI）和糖化血紅蛋白（HbA1c）的中位數(shù)分別為24.9和5.8%。
該研究分析的主要臨床表型是胰島素抵抗（IR），研究團(tuán)隊將其定義為IR的穩(wěn)態(tài)模型評估（HOMA-IR）評分至少為2.5分。
為了加深對胰島素抵抗中宿主-微生物關(guān)系的理解，研究團(tuán)隊使用多模態(tài)技術(shù)進(jìn)行了全面和廣泛的研究，研究了腸道菌群和人類代謝性疾病之間的相互作用。雖然腸道菌群的碳水化合物代謝被認(rèn)為影響肥胖和前驅(qū)糖尿病的發(fā)病機制，但由于缺乏詳細(xì)的代謝組學(xué)信息，其在人類中具體的機制聯(lián)系難以捉摸。
該研究使用全面的多組學(xué)策略在人類中研究了腸道菌群與胰島素抵抗的關(guān)系，研究團(tuán)隊將無偏倚糞便代謝組學(xué)與宏基因組學(xué)、宿主代謝組學(xué)和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)相結(jié)合，以描述腸道菌群在胰島素抵抗中的作用。這些數(shù)據(jù)表明，糞便中的碳水化合物（特別是宿主可直接利用的單糖）在胰島素抵抗的個體中增加，并且與腸道菌群碳水化合物代謝和宿主炎性細(xì)胞因子相關(guān)。
該研究發(fā)現(xiàn)了與胰島素抵抗和胰島素敏感性相關(guān)的腸道細(xì)菌，腸道細(xì)菌以毛螺菌科（Lachnospiraceae）為主的人往往有更高的胰島素抵抗水平和更高的糞便單糖含量；而擬桿菌目（Bacteroidales）數(shù)量較多的人胰島素抵抗程度較低，糞便單糖含量較低。因此，腸道中的毛螺菌科可作為前驅(qū)糖尿病的生物標(biāo)志物。
在肥胖小鼠身上，研究團(tuán)隊觀察了不同腸道細(xì)菌對血糖水平的影響。他們發(fā)現(xiàn) Alistipes indistinctus 能夠降低血糖水平，減少胰島素抵抗和碳水化合物的可用性，降低腸道中單糖水平。
綜上所述，這項研究突出了綜合多組學(xué)策略在探索腸道菌群代謝及其產(chǎn)物參與胰島素抵抗發(fā)病機制方面的優(yōu)勢。
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