正文
巨单胞菌能够通过特异性降解肌醇(
myo
-inositol)来增强肠道的脂质吸收能力(脂滴面积增加38.6%±5.2%)
,并揭示了该菌株通过iolG基因介导的代谢通路驱动肥胖的分子机制。下面让我们来详细说说。
肥胖元凶:巨单胞菌的鉴定
首先,研究人员通过对631名肥胖者和374名正常体重者进行宏基因组测序,发现
肥胖人群的肠道菌群α多样性显著降低,其中巨单胞菌属的富集最为明显,且与肥胖表型呈现强相关性。
在巨单胞菌主导的肠型样本中,肥胖比例高达79%-84%,同时BMI、腰围、体脂及血糖代谢指标均显著升高。
跨人群分析显示,
中国肥胖人群中巨单胞菌属的携带率(61.39%)显著高于欧美人群(<10%),且其丰度与BMI呈正相关。
值得注意的是,
携带巨单胞菌的肥胖亚组表现出更严重的代谢紊乱
,餐后2小时血糖及胰岛素水平分别升高12.3%和15.6%。
这些发现表明,巨单胞菌属可以作为肥胖相关肠型的标志物,具有重要的诊断价值。
图3:巨单胞菌鉴定
巨单胞菌和多基因风险对肥胖的协同作用
进一步地,研究人员通过整合814例个体的全基因组与宏基因组数据,系统解析了宿主遗传与肠道菌群在肥胖发生中的协同作用机制。
全基因组风险评分(PRS)与微生物风险评分(MRS)分别独立解释5.0%-5.5%和5.0%-5.4%的BMI变异,两者联合可解析15.3%的表型变异,提示遗传与菌群因素对肥胖具有独立且互补的调控效应。
特别值得注意的是,在
低遗传风险(LPRS)人群中,菌群失调对BMI变异的解释度显著高于高遗传风险组
(8.9% vs 0.8%,p<2.2e−16)。此外,
低PRS肥胖个体的肠道菌群结构紊乱更为显著
(Bray-Curtis相异性PERMANOVA p<0.001),提示遗传低风险人群对菌群扰动具有更高的易感性。
图4:巨单胞菌对肥胖的作用
同时, 研究人员分析发现,
巨单胞属携带者中高PRS个体的肥胖比例达81.1%(OR=2.4),显著高于低PRS非携带者(34.5%),且该叠加效应在多达7种肥胖相关菌中普遍存在!
这表明菌群与遗传因素通过改变关键物种丰度及代谢通路,协同驱动脂质代谢异常,重塑肠道代谢微环境,最终导致肥胖的发生。
巨单胞菌诱导肥胖机制
为了深入探究巨单胞菌导致肥胖的具体机制,研究人员构建了常规饲养(SPF)和无菌(GF)小鼠模型。实验结果表明,
巨单胞菌可以通过增强肠道脂质吸收能力,加剧高脂饮食(HFD)诱导的肥胖。
在SPF小鼠中,HFD联合巨单胞菌干预使小鼠体重增长量增加21.3%,脂肪量提升18.5%,同时血清瘦素(+37.2%)、血糖(+22.8%)及甘油三酯(TG,+29.1%)水平显著升高,小肠脂质吸收效率也提升了19.4%!
图5:巨单胞菌导致小鼠肥胖机制