內(nèi)蒙古錫林郭勒大草原的冬天，干旱、寒冷、多風(fēng)，平均溫度可以達(dá)到零下20℃，極端低溫可達(dá)零下42℃。不少動(dòng)物都會(huì)選擇冬眠來度過這樣的冬天。但一種只有巴掌大的小型嚙齒動(dòng)物——布氏田鼠，不僅不肯冬眠，還發(fā)展出了一系列對(duì)抗低溫的生理機(jī)制。

　　中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所王德華課題組，多年來一直探究布氏田鼠的生理適應(yīng)調(diào)節(jié)機(jī)制。近來他們發(fā)現(xiàn)，這種小動(dòng)物不僅依靠穴居抱團(tuán)、囤糧養(yǎng)膘來對(duì)抗嚴(yán)寒，就連肚子里的腸道微生物，也作出了重要貢獻(xiàn)。日前，他們?cè)凇秶?guó)際微生物生態(tài)學(xué)會(huì)會(huì)刊》上發(fā)表的一篇論文，揭示了腸道菌群在布氏田鼠體溫調(diào)節(jié)和代謝產(chǎn)熱過程中發(fā)揮的作用。

　　腸道菌群介導(dǎo)低溫適應(yīng)

　　研究人員發(fā)現(xiàn)，在4℃左右的空調(diào)房里待過4周后，布氏田鼠除了出現(xiàn)體重下降、攝食量增加、產(chǎn)熱能力增強(qiáng)等常規(guī)反應(yīng)外，它們腸道菌群的組成和比例也發(fā)生了改變。

　　“這是意料之中的。”論文通訊作者、中科院動(dòng)物所研究員王德華告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》，“很多科學(xué)家已經(jīng)證實(shí)，低溫環(huán)境會(huì)改變小鼠腸道菌群，同時(shí)這種改變與小鼠的能量代謝表型，如體重、攝食量、褐色脂肪組織線粒體解偶聯(lián)蛋白1的表達(dá)等，密切相關(guān)?！?/p>

　　研究人員顯然不滿足于此，接著，他們給一些田鼠飼喂抗生素，部分消除它們自身攜帶的腸道微生物。然后將這些“無菌田鼠”分組進(jìn)行菌群移植，一部分植入居住在溫暖環(huán)境中的田鼠腸道菌；另一部分植入居住在寒冷環(huán)境中的田鼠腸道菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管這些田鼠接下來都一樣生活在室溫環(huán)境下，但移植了低溫菌群的動(dòng)物產(chǎn)熱和攝食量都明顯高于移植常溫菌的動(dòng)物。

　　結(jié)合藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)，他們確證來自低溫田鼠的菌群能通過激活去甲腎上腺素—PKA信號(hào)通路，促進(jìn)褐色脂肪組織線粒體解偶聯(lián)蛋白1的表達(dá)，從而增強(qiáng)動(dòng)物的產(chǎn)熱能力，幫助它們渡過寒冷難關(guān)。

　　“我們的研究表明，‘腸道菌群—腸—腦’之間可以相互作用，來調(diào)控動(dòng)物對(duì)寒冷環(huán)境的適應(yīng)能力。”論文第一作者之一、博士研究生薄亭貝說，“像布氏田鼠這樣的非冬眠小型哺乳動(dòng)物，跟它們的腸道菌群之間存在這樣一種協(xié)同進(jìn)化機(jī)制?！?/p>

　　有趣的是，由于恒溫動(dòng)物的腸道內(nèi)溫度環(huán)境也比較穩(wěn)定，人們通常認(rèn)為它們的腸道菌群不容易受到外界環(huán)境溫度影響。甚至有人提出，低溫下哺乳動(dòng)物的腸道菌群發(fā)生改變，可能僅僅是因?yàn)椤疤炖涑缘枚唷?。而這一次，研究人員終于確認(rèn)，在攝食量不變的情況下，低溫環(huán)境可以直接導(dǎo)致腸道菌群的改變。

　　腸道菌研究大有可為

　　近年來，腸道菌群的研究越來越熱。由于種種原因，對(duì)人類的腸道菌群研究要顯著多于對(duì)野生動(dòng)物的研究。

　　“的確，人體腸道菌群的研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用聯(lián)系更緊密，但動(dòng)物研究由于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更靈活、機(jī)理挖掘更充分，具有不可替代的作用和意義?！蓖醯氯A說。

　　這是他們課題組第二項(xiàng)圍繞布氏田鼠及其腸道菌群的研究。在2018年發(fā)表于《微生物組》的一項(xiàng)研究中，他們指出，布氏田鼠“抱團(tuán)取暖”的聚群行為不僅能減少熱量散失，還能降低體內(nèi)核心溫度，從而降低個(gè)體的能量需求。

　　更有趣的是，“抱團(tuán)”還能促進(jìn)腸道中有益菌的增加，這些有益菌能產(chǎn)生更多短鏈脂肪酸，為宿主提供能量來源。

　　“僅僅是和同類擠成一團(tuán)，就能降低能量需求、降低攝食量，似乎是一種很好的減肥途徑?！痹撜撐淖髡咧?、動(dòng)物所副研究員張學(xué)英笑道。

　　張學(xué)英說，聚群行為如何促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)、如何降低能量需求，“這是個(gè)令人著迷的問題”。

　　王德華表示，未來課題組會(huì)花更多的時(shí)間和精力去探索腸道菌群與宿主之間的相互關(guān)系及其對(duì)宿主生理功能的調(diào)節(jié)機(jī)制。

　　提供減肥新思路

　　在這幾項(xiàng)研究中，“褐色脂肪組織”扮演的角色引人注目。這是普遍存在于哺乳動(dòng)物體內(nèi)的一種高度特化的產(chǎn)熱組織。大家通常所說的脂肪——白色脂肪組織的主要作用是儲(chǔ)存過剩的能量；而褐色脂肪組織的主要功能則是產(chǎn)熱和調(diào)節(jié)體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)平衡，防止動(dòng)物過度肥胖。

　　近年來的肥胖機(jī)理研究中，褐色脂肪組織是不折不扣的“明星”研究對(duì)象。那么，這些有關(guān)腸道菌群和褐色脂肪組織的研究，是否能為現(xiàn)代人非常關(guān)注的“減肥”問題提供一些啟示呢？

　　該研究證實(shí)，低溫暴露雖能刺激褐色脂肪組織代謝，也會(huì)導(dǎo)致過度攝食。如果能結(jié)合低溫環(huán)境和飲食控制，則有可能達(dá)到減肥功效。

　　研究表明，將寒冷環(huán)境下小鼠的腸道菌群移植到無菌小鼠中，無菌小鼠發(fā)生了白色脂肪組織的褐變，部分白色脂肪細(xì)胞轉(zhuǎn)化成米色脂肪細(xì)胞（白色與褐色間的過渡態(tài)），從而加快了脂肪燃燒。

　　“從人類的角度來講，沒有必要為了減肥而故意去承受寒冷。但是這些研究提示我們，或許可以模擬寒冷環(huán)境下腸道微生物的變化情況，通過植入某些特異菌種來改善腸道菌群的功能，從而達(dá)到減肥的功效?！蓖醯氯A說。

　?。ㄔd于《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 2019-09-16 第4版 綜合)

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網(wǎng)址: 腸道菌群或可幫你御寒，甚至減肥 http://www.u1s5d6.cn/newsview95455.html