來源 | 中國生物技術(shù)網(wǎng)

在新冠大流行以前，肥胖就已經(jīng)成為全球范圍內(nèi)的大流行病了。“五人行，必有倆胖咂”就是目前世界人口的現(xiàn)狀。據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)顯示，全球目前超過19億成年人超重，其中6.5億人肥胖。中國是肥胖人口最多的國家。而且，肥胖人群的比例還在進(jìn)一步上升。最關(guān)鍵的是，肥胖還是導(dǎo)致被稱為“人類健康第一殺手”的心血管疾病的最大風(fēng)險因素。

眾所周知，飲食和生活習(xí)慣是導(dǎo)致肥胖的兩大重要因素，而飲食占絕對比重。常言道：人如其食。不同的飲食習(xí)慣成就了不同的腸道微生物組（即腸道菌群），而它又在直接影響著腸道中促炎和抗炎反應(yīng)的平衡。

諸多研究已經(jīng)證實，高脂肪飲食會打破這種平衡，導(dǎo)致腸道菌群生態(tài)失調(diào)，從而提供給有害細(xì)菌更好的生長環(huán)境。隨著有害菌不斷壯大，我們的健康也會隨之每況愈下。然而，導(dǎo)致這一有害影響的機制仍難以捉摸。

2021年8月13日，美國范德比爾特大學(xué)的研究人員在 Science 期刊發(fā)表了題為：High-fat diet–induced colonocyte dysfunction escalates microbiota-derived trimethylamine N-oxide 的研究論文，

該研究揭示了飲食直接影響宿主并促進(jìn)有害腸道細(xì)菌生長的方式，這是一種此前未被探索的機制，飲食和肥胖可以通過影響腸道和腸道菌群之間的關(guān)系來增加心血管疾病的風(fēng)險。

該研究再一次夯實了此前的觀點，即腸道菌群在心血管疾病發(fā)展中的關(guān)鍵作用。此外，該研究還提出了一種藥物使預(yù)防高脂肪飲食帶來負(fù)面后果成為可能。

我們都知道，高脂肪飲食會促進(jìn)心血管疾病，部分原因是它富含膽堿，而膽堿會被腸道菌群轉(zhuǎn)化為三甲胺（TMA），并利用其結(jié)構(gòu)物質(zhì)代謝生成氧化三甲胺（TMAO）。

2011年，發(fā)表在 Nature 的一篇論文中，來自美國克利夫蘭生物實驗室的研究人員首次報道了腸道細(xì)菌的這種代謝產(chǎn)物，即氧化三甲胺（TMAO）會導(dǎo)致心臟病。當(dāng)人體大量攝入紅肉、牛奶、雞蛋等食物時，在腸道菌群和肝臟的作用下就會產(chǎn)生大量TMAO。

近年來，越來越多的研究證實TMAO與心血管疾病有著密切關(guān)系。然而，飲食誘導(dǎo)的腸道生理學(xué)變化是否能改變菌群代謝能力仍是未知的。

在此前的研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，腸道上皮細(xì)胞和腸道菌群有著互利的關(guān)系，可以促進(jìn)健康的腸道環(huán)境。在這項研究中，他們想了解像肥胖這樣的疾病是否會影響這種互利關(guān)系。

在飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠模型中，研究人員發(fā)現(xiàn)，長期高脂肪飲食會引起炎癥并損傷結(jié)腸上皮細(xì)胞，進(jìn)而破壞了細(xì)胞線粒體的功能。線粒體損傷會影響ATP的產(chǎn)生、代謝物轉(zhuǎn)化和細(xì)胞活性氧（ROS）的生成；而線粒體功能障礙涉及多種健康問題，其中就包括心血管疾病。此外，高脂肪飲食還增加了腸腔呼吸鏈電子受體（氧氣和硝酸鹽）的生物利用率，從而造成大腸桿菌呼吸依賴性的膽堿分解作用。

這些因素為大腸桿菌的生長提供了有利條件，并促進(jìn)其參與膽堿轉(zhuǎn)化為三甲胺（TMA）的cutC基因表達(dá)。大腸桿菌對膽堿分解代謝的加強導(dǎo)致小鼠血液中TMAO水平的增加。這一系列過程與促進(jìn)動脈硬化和增加患者全因死亡的相對風(fēng)險密切相關(guān)。

接下來，研究人員通過動物模型證實，一種目前被批準(zhǔn)用于治療潰瘍性結(jié)腸炎的藥物可以恢復(fù)腸上皮細(xì)胞的功能，并抑制氧化三甲胺（TMAO）水平的增加。這種名為5-氨基水楊酸的藥物可以激活腸上皮中的線粒體功能。

研究人員認(rèn)為，像5-氨基水楊酸這樣的藥物與益生菌聯(lián)合使用，既可以恢復(fù)健康的腸道環(huán)境，又可以提高有益細(xì)菌的水平。

該研究通訊作者、范德比爾特大學(xué)醫(yī)學(xué)中心病理學(xué)、微生物學(xué)和免疫學(xué)助理教授Mariana Byndloss博士說：“只有完全了解健康和疾病期間宿主和腸道微生物之間的關(guān)系，我們才能設(shè)計出有效控制肥胖和肥胖相關(guān)結(jié)果（如心血管疾病）的療法。”

研究團隊計劃將他們的研究擴展到心血管疾病的動物模型。他們還在探索宿主-微生物關(guān)系在包括結(jié)直腸癌在內(nèi)的其他疾病發(fā)展中的作用。

論文鏈接：

https://science.sciencemag.org/content/373/6556/813