Cell新见解：饮食和药物如何通过肠道细菌影响我们的健康

帝国理工学院的Filipe Cabreiro，以及德国基尔大学的Christoph Kaleta领导的研究组发现饮食可通过肠道细菌，改变2型糖尿病药物的有效性。

这一研究发现公布在Cell杂志上。

存在于我们胃肠道中的细菌，也就是肠道微生物组，会产生许多能够影响健康和疾病的分子。研究发现肠道微生物组的功能受到饮食和药物，如二甲双胍的调节，药物二甲双胍主要用于治疗2型糖尿病，而且已经显示延长了几种生物的寿命。然而，理解饮食，药物和肠道微生物组之间复杂的多向关系是一个相当大的挑战。 “解开这种相互作用网络至关重要，因为二甲双胍的具体作用机制尚不清楚，”Filipe Cabreiro说。

一种新的筛选技术

Cabreiro的团队开发了一种创新性的四向高通量筛选技术，可以更好地了解饮食，药物和肠道微生物组合如何相互作用，影响宿主生理的。研究人员利用线虫C. elegans定殖人肠道的大肠杆菌作为简化的宿主-微生物组模型，分析食用数百种不同的营养化合物的同时，摄入二甲双胍的影响。

他们发现，二甲双胍治疗改变了线虫宿主的代谢和寿命，这些影响可以通过特定营养素增强或抑制。更重要的是，肠道细菌在调解这种现象方面发挥了关键作用。

饮食和肠道细菌的重要性解释了为什么二甲双胍在之前的研究中对另一种模式动物果蝇的寿命没有影响。合作这项研究的HelenaCochemé说：“事实证明，果蝇的典型实验室食物含有丰富的糖分。除去糖后，我们也看到了二甲双胍对大肠杆菌定殖的果蝇的正面影响。”

进一步的分析表明，细菌具有复杂的机制，使它们能够协调营养和二甲双胍信号，并相应地重新连接自己的新陈代谢。由于这种适应，细菌积累了一种叫做胍基丁胺的代谢物，这是二甲双胍对宿主健康的积极作用所必需的。

人体中反应是什么？

Cabreiro与来自基尔大学的Christoph Kaleta合作，研究在线虫中发现的结果是否也可以在更复杂的人类微生物群中观察到。他们分析了与大型2型糖尿病患者和健康对照组的微生物组，营养和药物相关的数据。

“有趣的是，我们发现二甲双胍治疗与细菌胍基丁胺生产能力增强密切相关，”Kaleta说。

二甲双胍治疗的意义

“我们的结果揭示了饮食，微生物群和宿主之间复杂的相互作用网络，如何影响药物的功效，通过我们的高通量筛选方法，我们现在终于拥有了一个工具，可以让我们解决这种复杂性”。这项研究的结果可能有助于制定饮食指南或开发可用于增强二甲双胍有益作用的基因工程细菌。而且还可以证明二甲双胍治疗的2型糖尿病患者比非糖尿病患者更健康，寿命更长。