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腸道微生物與糖尿病


國家食品中心正深入研究人類共生微生物與糖尿病(D,DM)的關係,將為糖尿病的預防和治療提供新的手段。越來越多的研究表明,腸道微生物在人類的健康和疾病中有極其重要的作用,它主要參與了疾病的發生髮展過程。腸道微生物結構功能紊亂,會引發一系列的相關疾病,主要表現在代...

- 2017年12月08日02時53分
- 科學文摘 / 國家食品中心

國家食品中心

腸道微生物與糖尿病圖片

正深入研究人類共生微生物與糖尿病(Diabetes

mellitus,DM)的關係,將為糖尿病的預防和治療提供新的手段。越來越多的研究表明,腸道微生物在人類的健康和疾病中有極其重要的作用,它主要參與了疾病的發生髮展過程。腸道微生物結構功能紊亂,會引發一系列的相關疾病,主要表現在代謝性疾病及免疫系統疾病方面。目前腸道微生物已被認為是治療代謝性疾病的關鍵。本文就腸道微生物與糖尿病的相互關係作相關綜述。

1PNAS:突破!通過修飾腸道菌群或有望治療1型糖尿病

諸如1型糖尿病等自身免疫疾病會受到機體基因的控制,因此研究人員非常想尋找到底是哪種因素會引發1型糖尿病,近日,來自耶魯大學的研究人員通過研究就發現了直接的證據,研究人員表示,諸如生活在機體腸道中的微生物菌群等環境因素或能影響個體1型糖尿病的發生。

相關研究刊登於國際雜誌Proceedings of the National Academy of

Sciences上;為了闡明腸道微生物和糖尿病之間的關聯,研究人員通過讓非肥胖的糖尿病小鼠與攜帶微生物菌群發生改變的動物共同「居住」來對小鼠機體中的腸道菌群進行修飾,他們發現,共同居住的非肥胖糖尿病對糖尿病的易感性較低,這種共同居住能夠增加小鼠腸道中名為調節性T細胞的免疫細胞的數量,從而就能夠給小鼠機體帶來一定健康益處。

利用能夠治療人類糖尿病的的抗體來治療小鼠,研究者同樣也觀察到小鼠機體中調節性的T細胞水平增加了,而且這些T細胞具有一定的活性,能夠遷移到機體炎性組織中,並且能夠抑制引發1型糖尿病的病態T細胞的活性。

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2Nat Med:腸道微生物是治療糖尿病的關鍵

最近由來自西班牙赫羅納大學的研究者們發現了治療糖尿病的經典藥物二甲雙胍的具體工作機制。他們發現該藥物調控血糖的關鍵在於調控腸道內的微生物。

人體中含有的微生物數量遠遠超出細胞的數量,大部分細菌都存在於腸道中,是目前已知最密集的生態系統。更令人驚奇的是,細菌擁有的基因的數量是人體基因總量的1000多倍。

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3Cell

Rep:研究揭示腸道細菌代謝與肥胖及2型糖尿病的關係

克利夫蘭診所的研究人員發現了腸道細菌代謝與肥胖之間的生物學聯繫。該團隊表明,阻止特定的腸道微生物途徑可以預防肥胖和胰島素抵抗,並導致脂肪組織變得更具代謝活性。該研究最近在Cell Reports中發表。

研究團隊由克利夫蘭診所萊納研究所J. Mark Brown博士領導,研究了產生三甲胺氧化物(TMAO)的代謝途徑,TMAO是一種在腸道細菌消化過程中產生的化學物質 - 膽鹼,卵磷脂和肉鹼 - 在動物產品中大量發現,如紅肉,加工肉,蛋黃和肝臟。

由於心血管疾病和肥胖密切相關,該團隊假設TMAO也可能參與導致肥胖的代謝途徑。他們專注於稱為含黃素的單加氧酶3(FMO3)的宿主酶,其將TMAO轉化為其活性形式。他們發現,即使餵食高脂肪,高熱量的飲食,也可以保護缺少或失活的FMO3基因的小鼠免於肥胖。此外,FMO3陰性小鼠顯示與米色或棕色脂肪細胞相關的基因的表達更高,其比白色脂肪細胞更具代謝活性。

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42型糖尿病新發現:腸道微生物作用大

糖尿病是由遺傳因素、免疫功能紊亂、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等等各種致病因子作用於機體導致胰島功能減退、胰島素抵抗等而引發的糖、蛋白質、脂肪、水和電解質等一系列代謝紊亂綜合徵,臨床上以高血糖為主要特點。

芬蘭東部大學的一項研究表示,血清中高濃度的吲哚丙酸(indolepropionic acid)可以預防2型糖尿病。吲哚丙酸是腸道細菌的代謝產物,得益於高纖維飲食。研究報發表於《科學報告》中。

此次研究對比了芬蘭糖尿病研究所提供的兩組數據,所有參與者都體重超重,並且葡萄糖耐量降低。研究人員調查了200名參與者的血清代謝物葡萄糖耐量,有的參與者在第一個五年中發展為2型糖尿病,有的在15年的隨訪中,未發展成2型糖尿病。研究人員針對兩組之間的差異進行了代謝組分析。

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5JCEM:1型糖尿病可能與腸道炎症和細菌有關

根據一項最新研究結果,1型糖尿病患者與未患糖尿病的正常人以及腹腔疾病患者在消化道炎症以及腸道細菌構成方面存在差異。相關研究結果發表在國際學術期刊JCEM上。

1型糖尿病患者自身無法合成胰島素,而胰島素對於血糖調節有極為重要的作用。這類患者一般發病年齡較小,當自身免疫系統攻擊胰腺導致無法合成胰島素就會發病。因此1型糖尿病是一種自身免疫疾病。

「我們的研究表明1型糖尿病患者的炎症特徵和腸道菌群與未患糖尿病的正常人甚至是患有其他自身免疫疾病的患者都存在不同。一些研究人員認為腸道可能促進了1型糖尿病的發生,因此深入了解這種疾病如何影響消化系統以及腸道菌群有重要意義。」文章高級作者Lorenzo Piemonti這樣說道。

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6糖尿病的鍋誰來背?腸道菌和維生素D來攪局!

眾所周知,高脂飲食可以引發一些列的代謝性綜合疾病,尤其會使糖尿病和心臟病的發病風險大幅上升。近日,來自中國四川大學和美國Cedars-Sinai醫療中心的科學家發現,維生素D缺乏是小鼠患上這類高脂飲食誘發代謝綜合症的必要條件,在小鼠患上代謝綜合症的過程中,小鼠腸道菌群會發生不同程度的菌群紊亂。

如果這一發現同樣能夠在人體中得到驗證,那麼日光浴和維生素D補充劑或許可以作為一種可行和可負擔得起的方法來改善甚至預防包括一些糖尿病和心臟病在內的代謝綜合徵。

美國Cedars-Sinai醫療中心的Stephen Pandol教授說:「基於這項研究,我們認為通過陽光照射,高維生素D飲食或補充維生素D有利於預防和治療代謝綜合徵。Stephen Pandol教授與中國四川大學生命科學學院的韓源平教授課題組合作進行了這項研究。

代謝綜合徵影響了世界上近四分之一的成年人口並同時受多種風險因素影響誘發。代謝綜合症患者通常會走上糖尿病和心臟病的道路。代謝綜合徵的特徵症狀包括腰部肥胖,高血糖水平,高血壓或高膽固醇。通常,代謝綜合症患者的肝臟中也會累積過多脂肪。

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7Nat Med:利用滅菌後的腸道細菌或有望治療肥胖症和糖尿病

日前,一項刊登於國際雜誌Nature Medicine上的研究報告中,來自比利時盧汶大學的研究人員通過研究發現,名為Akkermansia的腸道細菌或許能為過重小鼠和糖尿病動物的腸道帶來持久性的效益,甚至在巴氏滅菌後,該菌依然會為腸道組織提供強大的效益。該項研究或為後期研究人員開發治療糖尿病、肥胖症及心血管疾病等一系列疾病的新型療法提供希望。

文章中研究者通過對肥胖小鼠進行研究發現,利用基於腸道細菌Akkermansia muciniphila的特殊療法或許就能有效阻斷小鼠的肥胖和糖尿病。而且當進行巴氏滅菌(加熱到70攝氏度)後該菌依然能夠阻斷小鼠疾病的進展,讓研究者覺得非常不可思議的是,甚至在巴氏滅菌後腸道細菌Akkermansia

muciniphila依然能夠保持活性,不僅能夠降低小鼠肥胖和糖尿病的進展,還能夠在最開始抑制疾病的出現和進展。

腸道細菌Akkermansia的效力或許源於其能夠抑制機體腸道炎性的效應,比如結腸炎和慢性腸易激綜合症;如今這種細菌正在布魯塞爾進行試驗用來治療患肥胖症和糖尿病的病人,研究者對研究結果充滿期待,但首個臨床試驗中結果顯示陽性。

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8Nature:腸道細菌不平衡增加糖尿病風險

目前,科學家們認為導致胰島素耐受性(insulin resistance)的主要因子是體重超重和缺乏身體活動。一項新的由歐盟資助的一個歐洲-中國團隊開展的被稱作MetaHit的突破性研究發現特定的腸道細菌不平衡能夠導致胰島素耐受性,從而導致2型糖尿病等健康問題的風險增加。相關研究結果於2016年7月13日在線發表在Nature期刊上,論文標題為「Human gut microbes

impact host serum metabolome and insulin sensitivity」。

論文共同通信作者、丹麥哥本哈根大學代謝中心教授Oluf Pedersen說,「我們證實特定的腸道菌群不平衡是胰島素耐受性的重要促進因素。胰島素耐受性是2型糖尿病、高血壓和動脈粥樣硬化性心血管疾病(不斷增加的流行病)的先驅狀態。」

在對277名非糖尿病丹麥人和75名2型糖尿病丹麥患者的研究中,這個團隊分析了胰島素的作用。他們監測了血液中1200多種代謝物的濃度,並且對人腸道中的上百種細菌進行先進的基於DNA的分析以便探究腸道菌群的某些不平衡是否與常見的代謝疾病和心血管疾病存在因果關係。

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9調節腸道微生物可治療糖尿病和肥胖

丹麥科技大學的科學家日前確定了此前未知的500種人體腸道微生物以及多達800種能夠感染人體腸道細菌的病毒(噬菌體)。研究人員稱,該發現讓人們看到了人體腸道內此前從未見過的宏偉圖景。隨著更多的腸道微生物被發現以及各個菌落之前的關係被理清,未來科學家將有望通過增加或刪除某些細菌的方式來治療糖尿病、哮喘和肥胖等疾病。相關論文發表在《自然·生物技術》雜誌上。

為了發現並繪製這些微生物地圖,科學家們使用了一種名為「聯合豐度原則(the co-abundance principle)」的策略來分析各種腸道微生物的DNA數據。

通過這一策略,研究人員可以從先前未知的微生物中識別和收集基因組,即使是非常複雜的微生物菌落也不會受到影響。這有助於他們更好地理解不同種群微生物之間的相互關係。

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10Diabetes:腸道菌群影響糖尿病自身免疫過程

近日,科學家發現有典型糖尿病自身抗體的兒童患者腸道菌群的相互作用不同於健康兒童。事實是,患者兒童與健康兒童這種的差異早在血液中自身抗體可被檢測到之前就已經存在,這就增加了越來越多的證據,表明腸道微生物可能參與了自身免疫性過程的發生。Helmholtz Zentrum München科學家已將相關研究結果發表在雜誌Diabetes上。

這項新研究作為BABYDIET研究的一部分,研究人員比較血液中有糖尿病特異性自身抗體的兒童與自身抗體陰性兒童的腸道菌群組成和相互作用的相關數據。該BABYDIET研究主要調查可能影響糖尿病風險的營養因素。在研究的過程中,Achenbach博士為首的研究團隊確定了患者兒童與健康兒童腸道細菌的多樣性和數量是相似的。然而,患者兒童與健康兒童的腸道細菌相互作用網絡發生顯著變化。


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