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肥胖在当今社会乃是全球性的问题,占全球成年人口的流行率约为13%,肥胖的常见健康问题是糖尿病、心血管疾病和癌症等非传染性疾病的发展,肠道微生物区系组成和功能的改变已被认为是代谢损伤的标志之一,越来越多的证据表明,肠道微生物可以调节饮食、调节宿主代谢和代谢紊乱的发生,因此,它被确立为宿主代谢的不同方面的调节者。此外,流行病学和实验室研究表明,肠道微生物区系依赖的代谢物,如短链脂肪酸(SCFA),通过其在能量获取中的作用与代谢综合征的发生密切相关。因此,肠道代谢产物被认为是连接肠道微生物区系代谢综合征的主要成分。
来源网络,肥胖的关键是肠道菌群
近日,有研究者发表文章说明对肥胖和非肥胖两者之间进行比较,利用代谢组学技术以及16s宏基因组测序方法验证,从肠道菌群、血液、尿液三种不同类型的生物样本大数据分析发表的期刊中可得知。
doi: 10.1093/bib/bbaa165 IF=8.99
正常和肥胖成人的血液指标
为了准确了解肥胖成人的状况,利用BMI作为肥胖者体重的筛查工具,测试并记录了肥胖者的BMI数据:
18.5-25,被认为是正常的,
≥30.0,被认为是肥胖的。
同时研究者们也测试了正常和肥胖者的各项指标和标志物。
稳态模型评估指数HOMA是一种从空腹血糖和胰岛素浓度评估β细胞功能和胰岛素抵抗的方法。
研究结果显示肥胖组HOMA-IR指数高达5.66±0.78,提示受试肥胖者存在明显的胰岛素抵抗,同时发现肥胖组LDL-C和TC水平较高,而HDL-C水平较低,进一步提示受试肥胖者患心血管疾病的风险较高。
肥胖者的肠道菌群变化的研究
进一步了解肥胖者的肠道菌群的变化,对正常人和肥胖者分粪便样本进行16S分析。根据RNA序列相似性和细菌菌株对微生物多样性进行分类,显示在正常组中识别出1035个OTU(图A),在肥胖组中识别出989个OTU(图B),其中862个OTU在两组之间被发现是共同的(图C)。
然而,在正常人和肥胖者之间,肠道细菌物种多样性没有显著差异如图D显示。对正常成年人和肥胖成年人粪便微生物群落的比较分析显示,肥胖成年人的梭状芽孢杆菌分类显著减少。
我们也观察到肥胖者与正常成人相比,别雷氏菌、隐翅虫科、毕洛氏菌和伯克霍尔衍生物显著富集。别雷氏菌与C-反应蛋白呈正相关,C-反应蛋白是类风湿性关节炎患者肠道微生物区系中的一种信息生物标志物,我们观察到该菌与类风湿性关节炎患者肠道微生物区系中的炎症生物标志物C-反应蛋白呈正相关,而C-反应蛋白是类风湿性关节炎患者肠道微生物区系中的一种信息生物标志物,它是类风湿性关节炎患者肠道微生物区系中的一种生物标志物。
数据表明,在肥胖症的发生和T2 D的发展过程中,通常会诱导一种革兰氏阴性亚硫酸盐还原菌Bilophila。在高脂饮食下的AMICE研究中已经报道,牛磺酸结合胆汁酸的产生增加与胆汁中胆汁酸的丰度增加有关。总而言之,这些数据表明肠道微生物组合的改变可能会扰乱免疫平衡。
肥胖者粪便代谢组变化的研究
从组学技术角度验证,粪便样本质谱代谢组学方法分析得出正离子模式(PIM)的14610个特征和负离子模式(NIM)的12540个特征离子峰数量。通过代谢组学数据库HMDB一级质谱数据,分别注释7370和5468个具有在PIM和NIM中确定的识别特征的个体样品。最丰富的代谢物是PIM(图3A)和NIM(图3B)中的脂质分子。粪便样本中脂质或脂肪的存在可能是因为肠道微生物区系产生单链脂肪酸,这些单链脂肪酸被肠道吸收,然后排泄到粪便中,而且已经表明,较高的单链脂肪酸排泄量与健康问题有关,如生物失调、过度肥胖和心脏代谢性疾病。
通过比较代谢组学分析来确定肥胖者和正常成年人粪便代谢物的变化,结果显示代谢物的分布有明显的差异。通过PIM获得的1,913个注释代谢物(797个上调代谢物和1,116个下调代谢物)和1,288个注释代谢物(532个上调代谢物和756个下调代谢物)通过NIM在肥胖成年人中获得,显示与正常成年人相比调节失调。