免疫系统用肠道菌来控制糖代谢

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最近，俄勒冈州立大学等机构的研究人员发现，在免疫系统、肠道细菌和葡萄糖代谢之间，有一条重要的纽带，当这个“串扰”和相互作用运作不正常时，可导致2型糖尿病和代谢综合征。

这项研究结果发表在11月14日的《Nature Communications》，是“不同的哺乳动物系统如何以一种先前未知的方式彼此相互影响”的一个例子。研究人员表示，更好地了解这些系统，可能会为糖尿病和其他疾病带来新的益生菌疗法。

研究还指出了肠道中适当的细菌功能的重要性，以及一种细菌（特别是Akkermansia muciniphila）帮助调节糖代谢的作用。科学家们说，这种细菌的作用是非常重要的，它经过了数百万年的进化，是保守的，在小鼠和人类身上执行类似的功能。

此项研究的通讯作者之一、俄勒冈州立大学兽医学院的助理教授Natalia Shulzhenko博士说：“我们发现，在生物学上有多种关系和通讯，我们所说的串扰，是非常重要的，我们才刚刚开始了解它。一些研究清楚地表明，我们的免疫系统，以一种我们从未认识到的方式，与其他代谢功能密切相关。这仍然是非传统思维方式，它被描述为一个新的领域，被称为免疫代谢（Immunometabolism）。在进化的过程中，哺乳动物（包括人类），已经发展出了相互沟通的功能系统，微生物是这个过程中的一个重要组成部分。”


先前已有人观察到，一种免疫介质——一种干扰素，或信号蛋白，称为IFN-y，可能影响葡萄糖代谢的正常功能。IFN-γ有助于对抗多种病原菌和感染，但是其水平的降低可导致糖代谢改善。然而，这个实际的过程还没有得以理解。

本文共同通讯作者、俄亥俄州立大学药学院助理教授Andrey Morgun说：“在这之前，没有人知道，IFN-γ到底如何影响葡萄糖耐量。微生物的参与并没有真正被考虑过。但是，借助于统计模型和一种我们称之为TransKingdom网络的方法，我们能够找出一些可能的候选细菌。”

细菌A. muciniphila，已被发现在这个沟通过程中起着至关重要的作用，在这项研究中，科学家们称其为“缺失的环节”。研究表明，用含量更少的IFN-γ专门养育的小鼠，有较高水平的A. muciniphila，并具有显著改善的糖耐量。当IFN-γ水平升高时，A muciniphila水平下降，糖耐量降低。

在人类中也获得了相似的观察结果。例如，据观察，运动员都有非常高水平的肠道细菌A. muciniphila，这是一种粘液降解菌。该研究清楚地表明，曾经被认为在功能上独立的两个系统——免疫和葡萄糖代谢，事实上却是密切相关的，并且这种联系可能是由肠道细菌提供的。

研究人员说，可能有不止一种细菌参与了这个沟通过程和代谢控制。肠道有数以千计种细菌，它们似乎都发挥作用，作为一个代谢活跃的器官，从而强调了肠道细菌健康的重要性。

研究人员说，当然，细菌介导的沟通，只是复杂的人类系统的一部分——如合理饮食、运动和适当的体重控制这样的问题，仍然是重要的。


Akkermansia muciniphila mediates negative effects of IFNγ on glucose metabolism