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        微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響小鼠的新陳代謝和發(fā)育
        
			
        
				2019-05-31 13:33:32
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        “在我們做之前，腸道細(xì)菌可以使用我們的大量食物，”威斯康星大學(xué)麥迪遜分校細(xì)菌學(xué)教授Federico Rey說(shuō)。然后我們得到他們的剩菜 - 或他們的廢物。
        

        微生物競(jìng)爭(zhēng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)影響小鼠的新陳代謝和發(fā)育
        

        Rey說(shuō)，問(wèn)題在于，如果我們的微生物組過(guò)度放縱，我們可能無(wú)法獲得所需的營(yíng)養(yǎng)素。這是由國(guó)王的小組進(jìn)行了新的研究的建議，即表明懷有高度的小鼠的微生物是吃膽堿被剝奪了這一重要營(yíng)養(yǎng)。與沒(méi)有膽堿饑餓的細(xì)菌的小鼠相比，膽堿饑餓的小鼠對(duì)代謝疾病的易感性增加，并且在大腦中產(chǎn)生具有生化改變的幼仔并且表現(xiàn)出更多的焦慮行為。
        

        該研究于本周(8月24日)在Cell Host&Microbe上發(fā)表。威斯康星大學(xué)麥迪遜分校細(xì)菌學(xué)教授Daniel Amador-Noguez和哈佛大學(xué)的研究人員也為這項(xiàng)工作做出了貢獻(xiàn)。
        

        表觀遺傳調(diào)控 - 用控制其表達(dá)程度的化學(xué)基團(tuán)對(duì)基因進(jìn)行裝飾 - 似乎是消耗過(guò)多膽堿的腸道細(xì)菌的影響的基礎(chǔ)。膽堿有助于細(xì)胞利用這些資源來(lái)對(duì)DNA進(jìn)行這些修飾，并且可用較少的膽堿，可以削弱細(xì)胞修飾和調(diào)節(jié)基因的能力。從肝臟到大腦的組織在具有高水平的食用膽堿的微生物的小鼠中改變了表觀遺傳模式。
        

        “表觀遺傳修飾改變了基因的表達(dá)方式，”Rey小組研究生，新研究的主要作者之一Kym Romano解釋道。“這些改變也是使我們的肝臟成為肝臟，心臟成為心臟的原因。”
        

        據(jù)估計(jì)，只有約10%的美國(guó)人口，包括孕婦，符合建議的膽堿攝入量。懷孕期間營(yíng)養(yǎng)需求增加，以支持發(fā)育中胎兒的表觀遺傳調(diào)控和細(xì)胞健康，研究表明，人類懷孕期間膽堿缺乏與兒童行為改變有關(guān)。膽堿在大豆，蛋，肉，魚，花椰菜，牛奶和其他食物中含量很高。
        

        為了測(cè)試微生物組是否可以與它們的宿主競(jìng)爭(zhēng)這種必需的營(yíng)養(yǎng)素，Rey的研究小組使用的是無(wú)菌小鼠，這些小鼠被定義的微生物群體定植。有些小鼠有膽堿食用者;其他人的社區(qū)通過(guò)改變單個(gè)基因來(lái)破壞膽堿的消耗。
        

        羅馬諾給老鼠喂食一種高脂肪飲食，這種飲食誘導(dǎo)了小鼠的一系列代謝疾病，含有膽堿的微生物的動(dòng)物比那些不能食用膽堿的微生物更能增加腹部脂肪和更胖的肝臟。
        

        由于懷孕對(duì)膽堿的需求量很大，Rey的團(tuán)隊(duì)還測(cè)試了幾代人吃含膽堿的微生物的影響。羅馬諾發(fā)現(xiàn)含有膽堿細(xì)菌的小鼠的后代改變了大腦的表觀遺傳模式，這表明正常發(fā)育存在問(wèn)題。在遺傳上易受行為問(wèn)題影響的小鼠中，那些含有膽堿的微生物表現(xiàn)出更多的焦慮行為，比如將大理石埋在籠子里。母親表現(xiàn)出更高水平的殺嬰和強(qiáng)迫性梳理，也表明焦慮加劇。
        

        “已經(jīng)有人類研究表明，膽堿缺乏是一個(gè)對(duì)人類健康至關(guān)重要的問(wèn)題，而這項(xiàng)研究真正提供的是一種可能加劇這種情況的機(jī)制，”雷伊說(shuō)。
        

        雖然Rey的團(tuán)隊(duì)?wèi)岩杀碛^遺傳調(diào)控部分解釋了食用膽堿的微生物組的負(fù)面影響，但細(xì)菌膽堿代謝的副產(chǎn)物(稱為TMAO)也與消極結(jié)果有關(guān)。在他們的實(shí)驗(yàn)中，Rey的實(shí)驗(yàn)室觀察到攜帶食用膽堿的細(xì)菌的小鼠體內(nèi)TMAO水平要高得多。有毒的TMAO可能與破壞的表觀遺傳模式一起工作，以創(chuàng)建在這些動(dòng)物中看到的長(zhǎng)代謝和發(fā)育中斷。
        

        TMAO積累的毒性作用也使?jié)撛诘娘嬍朝煼◤?fù)雜化 - 飲食中更多的膽堿可能導(dǎo)致更多的TMAO，而不是解決營(yíng)養(yǎng)短缺問(wèn)題。
        

        雖然這項(xiàng)工作表明營(yíng)養(yǎng)，腸道微生物和宿主代謝之間的復(fù)雜聯(lián)系對(duì)健康至關(guān)重要，但仍然存在許多關(guān)于如何改善小鼠或人類結(jié)果的問(wèn)題。
        

        “正如任何一個(gè)好的科學(xué)項(xiàng)目所做的那樣，我們抓住了答案的表面，但又打開了一百多扇門，”羅馬諾說(shuō)。
        
			

			
          
        
			
        
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