老鼠(也许还有人)可能会根据肠道细菌设定的每日昼夜节律来代谢食物。

 

研究人员报告说，恒达平台地址小鼠小肠内的微生物有节奏地指示脂肪何时被器官内的细胞吸收。这项研究发表在9月27日的《科学》(Science)杂志上，详细描述了肠道微生物如何影响宿主的新陈代谢。如果这一发现能推广到人类，那么这项研究可能会提供一些线索，解释为什么时差和夜班工作会打乱昼夜节律，从而导致肥胖、糖尿病和其他健康问题。

 

研究人员知道，人类细胞有一个分子时钟，可以记录24小时的昼夜代谢周期，而结肠内的肠道微生物也会跟随宿主的生物节奏。但新的研究发现，至少在小肠内，微生物可以设定宿主细胞的节律。这项研究是在老鼠身上进行的，但这个过程可能同样适用于人类。

 

亚特兰大乔治亚州立大学的微生物学家和免疫学家Andrew Gewirtz没有参与这项研究，但他说，这项新的研究“帮助我们认识到微生物群和它们的哺乳动物宿主的新陈代谢是如何相互交织在一起的。”“这是一种非常亲密的互动，恒达登录连接调节像昼夜节律这样基本的东西，这相当令人吃惊。”

 

此前的研究发现，在没有任何微生物的环境下饲养的老鼠不会增加额外的体重，即使喂给它们高脂肪的食物。达拉斯德克萨斯大学西南医学中心的微生物学家Lora Hooper和他的同事发现，这些“无菌鼠”的小肠细胞也缺乏强烈的昼夜节律。然而，给小鼠肠道细菌可以加强这些昼夜节律。目前还不清楚哪些微生物在这个过程中是重要的。

 

微生物调节新陈代谢的关键是一种叫做组蛋白去乙酰化酶3的蛋白质，也叫HDAC3。研究人员发现，缺乏这种来自小肠内壁细胞的蛋白质的老鼠食用垃圾食品也不会增加体重。这些发现表明了肠道微生物和HDAC3之间的联系。

 

HDAC3通过从组蛋白中剥离乙酰基分子来调节基因的开启和关闭。组蛋白形成绕着DNA在细胞内缠绕的线轴。在组蛋白中添加(或去除)乙酰基或其他分子——通常被称为表观遗传标记——会影响DNA螺旋的紧密程度。缠绕得更紧密的DNA不易被激活基因的蛋白质所利用。在有肠道细菌的小鼠中，组蛋白乙酰化标记按日节律循环。但是无菌小鼠缺乏强健的循环，这表明微生物通过调节HDAC3的活动来控制宿主细胞的昼夜节律。

 

Hooper的实验室还发现了HDAC3的一个新功能，即不需要从组蛋白中提取乙酰基。这种蛋白质与另一种叫做雌激素相关受体的蛋白质有节奏地相互作用，从而激活与脂肪吸收有关的基因。该基因Cd36产生一种脂肪酸转运蛋白，使小肠内壁细胞吸收脂肪(SN: 7/25/19)。

 

Hooper和他的同事们还不清楚微生物是如何控制HDAC3何时与其他蛋白质结合来控制基因活动的。例如，微生物可能产生控制HDAC3活性的蛋白质或小分子。或者，与肠道微生物接触会触发肠道细胞刺激HDAC3发挥作用。

 

Hooper说:“这是一个非常复杂的系统，我们不可能把一切都弄清楚。”

 

加州拉霍亚索尔克生物研究所(Salk Institute for Biological Studies)的昼夜节律生物学家萨奇达兰达·潘达(Satchidananda Panda)说，有一点很清楚，细菌是昼夜节律钟与代谢机制相结合的必要条件。引擎在运转，但轮子没有转动。细菌以某种方式参与了HDAC3的传递，与时钟和日程活动(如脂肪吸收)相互作用。

 

如果这一过程也发生在人身上，恒达娱乐注册登录那么去很远的地方旅行或不规律的工作时间打乱了微生物的昼夜节律，也可能会打乱新陈代谢，导致人们从食物中提取出比平时更多的脂肪，从而导致体重增加。潘达说，未来对肠道微生物如何影响宿主生物钟的研究，可能最终会发展出药物来抵消时差和倒班工作对健康的负面影响。