帝國(guó)理工學(xué)院的Filipe Cabreiro，以及德國(guó)基爾大學(xué)的Christoph Kaleta領(lǐng)導(dǎo)的研究組發(fā)現(xiàn)飲食可通過腸道細(xì)菌，改變2型糖尿病藥物的有效性。

這一研究發(fā)現(xiàn)公布在Cell雜志上。

存在于我們胃腸道中的細(xì)菌，也就是腸道微生物組，會(huì)產(chǎn)生許多能夠影響健康和疾病的分子。研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物組的功能受到飲食和藥物，如二甲雙胍的調(diào)節(jié)，藥物二甲雙胍主要用于治療2型糖尿病，而且已經(jīng)顯示延長(zhǎng)了幾種生物的壽命。然而，理解飲食，藥物和腸道微生物組之間復(fù)雜的多向關(guān)系是一個(gè)相當(dāng)大的挑戰(zhàn)。 “解開這種相互作用網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要，因?yàn)槎纂p胍的具體作用機(jī)制尚不清楚，”Filipe Cabreiro說。

一種新的篩選技術(shù)

Cabreiro的團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種創(chuàng)新性的四向高通量篩選技術(shù)，可以更好地了解飲食，藥物和腸道微生物組合如何相互作用，影響宿主生理的。研究人員利用線蟲C. elegans定殖人腸道的大腸桿菌作為簡(jiǎn)化的宿主-微生物組模型，分析食用數(shù)百種不同的營(yíng)養(yǎng)化合物的同時(shí)，攝入二甲雙胍的影響。

他們發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍治療改變了線蟲宿主的代謝和壽命，這些影響可以通過特定營(yíng)養(yǎng)素增強(qiáng)或抑制。更重要的是，腸道細(xì)菌在調(diào)解這種現(xiàn)象方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

飲食和腸道細(xì)菌的重要性解釋了為什么二甲雙胍在之前的研究中對(duì)另一種模式動(dòng)物果蠅的壽命沒有影響。合作這項(xiàng)研究的HelenaCochemé說：“事實(shí)證明，果蠅的典型實(shí)驗(yàn)室食物含有豐富的糖分。除去糖后，我們也看到了二甲雙胍對(duì)大腸桿菌定殖的果蠅的正面影響。”

進(jìn)一步的分析表明，細(xì)菌具有復(fù)雜的機(jī)制，使它們能夠協(xié)調(diào)營(yíng)養(yǎng)和二甲雙胍信號(hào)，并相應(yīng)地重新連接自己的新陳代謝。由于這種適應(yīng)，細(xì)菌積累了一種叫做胍基丁胺的代謝物，這是二甲雙胍對(duì)宿主健康的積極作用所必需的。

人體中反應(yīng)是什么？

Cabreiro與來(lái)自基爾大學(xué)的Christoph Kaleta合作，研究在線蟲中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果是否也可以在更復(fù)雜的人類微生物群中觀察到。他們分析了與大型2型糖尿病患者和健康對(duì)照組的微生物組，營(yíng)養(yǎng)和藥物相關(guān)的數(shù)據(jù)。 

“有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)二甲雙胍治療與細(xì)菌胍基丁胺生產(chǎn)能力增強(qiáng)密切相關(guān)，”Kaleta說。

二甲雙胍治療的意義

“我們的結(jié)果揭示了飲食，微生物群和宿主之間復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)，如何影響藥物的功效，通過我們的高通量篩選方法，我們現(xiàn)在終于擁有了一個(gè)工具，可以讓我們解決這種復(fù)雜性”。這項(xiàng)研究的結(jié)果可能有助于制定飲食指南或開發(fā)可用于增強(qiáng)二甲雙胍有益作用的基因工程細(xì)菌。而且還可以證明二甲雙胍治療的2型糖尿病患者比非糖尿病患者更健康，壽命更長(zhǎng)。