2021年9月23日，國(guó)際權(quán)威營(yíng)養(yǎng)學(xué)期刊《臨床營(yíng)養(yǎng)》（Clinical Nutrition）在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所李亦學(xué)研究組、林旭研究組與分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心曾嶸研究組合作的最新研究成果“Effects of gut microbiota and fatty acid metabolism on dyslipidemia following weight-loss diets in women: Results from a randomized controlled trial”。該研究揭示了與膳食模式相關(guān)的腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能改變?cè)谘纳浦械闹匾饔谩?/p>
近年來(lái)腸道菌群作為人體的“超級(jí)器官”已成為了代謝性疾病方面的研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有的人群和動(dòng)物模型研究發(fā)現(xiàn)，腸道菌群可能在肥胖及相關(guān)代謝性疾病的發(fā)生和改善過(guò)程中起到重要的作用。膳食是影響腸道菌群結(jié)構(gòu)和組成的重要因素之一，而腸道菌群又能影響營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和代謝，兩者的關(guān)系極為復(fù)雜。目前仍缺乏在人群，尤其是中國(guó)人群中，探討膳食模式干預(yù)是如何通過(guò)影響腸道菌群的結(jié)構(gòu)和功能，進(jìn)而改善脂代謝相關(guān)指標(biāo)的研究。
林旭研究組前期在對(duì)超重或肥胖女性開(kāi)展的為期12周的全餐干預(yù)研究中，發(fā)現(xiàn)低碳水化合物膳食（LC組，40-50%E脂肪，<40%E碳水化合物）與限制能量的傳統(tǒng)高碳水化合物膳食（CR組，55%E碳水化合物，限制35%能量）在減少體重和體脂含量方面具有相似的作用，但僅LC膳食能顯著地改善高密度脂蛋白膽固醇（HDL-C）水平以及總膽固醇/HDL-C和甘油三酯（TG）/HDL-C比例。在此基礎(chǔ)上，李亦學(xué)研究組、林旭研究組和曾嶸研究組合作，進(jìn)一步對(duì)48名超重或肥胖女性的基線和12周干預(yù)后的腸道宏基因組、血液紅細(xì)胞膜脂肪酸及血漿酰基肉堿進(jìn)行了檢測(cè)。馬一瑋博士、孫怡迪博士和孫亮副研究員經(jīng)過(guò)系統(tǒng)性的分析，首次發(fā)現(xiàn)不同減重膳食干預(yù)導(dǎo)致兩組志愿者的腸道菌群結(jié)構(gòu)和功能、宿主血液脂肪酸和酰基肉堿水平的差異性變化。在12周的干預(yù)后，LC組的擬桿菌門/厚壁菌門比例顯著增高(P = 0.015)，而CR組僅存在增高趨勢(shì)（圖1b）。在菌群功能的變化方面，與CR組相比，LC組的支鏈氨基酸合成通路被抑制，而絲氨酸合成通路上調(diào)。在紅細(xì)胞膜脂肪酸水平方面，與CR組相比，LC組的兩種脂肪酸體內(nèi)合成途徑上的脂肪酸（14:0和16:1n-7）水平顯著下降，EPA（20:5n-3）水平顯著上升。盡管干預(yù)后兩組的血漿酰基肉堿水平均普遍上升，LC組的短鏈酰基肉堿水平有更多的提升。經(jīng)過(guò)逐步回歸分析，發(fā)現(xiàn)一系列菌群共豐度基因簇（CAG）、脂肪酸和酰基肉堿的變化均與血脂改善顯著相關(guān)。值得注意的是，與脂肪酸和酰基肉堿的變化相比，菌群CAG變化對(duì)升高HDL-C水平（81.6%）和降低TG水平（89.3%）均有更大的貢獻(xiàn)度（圖2）。因此，本研究提示，在超重或肥胖的中國(guó)女性中，膳食模式干預(yù)導(dǎo)致的菌群結(jié)構(gòu)的改變比宿主脂肪酸相關(guān)代謝的改變對(duì)于血脂改善的貢獻(xiàn)度更大。總之，本研究為揭示膳食模式干預(yù)引起的腸道菌群和人體代謝物改變，及其與代謝標(biāo)記物變化之間的聯(lián)系提供了新的證據(jù)，為解讀膳食-菌群-宿主間的復(fù)雜交互作用提供了有價(jià)值的參考。
中國(guó)科學(xué)院上海營(yíng)養(yǎng)與健康研究所李亦學(xué)研究員、林旭研究員與分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心曾嶸研究員為該論文的共同通訊作者，馬一瑋博士、孫怡迪博士和孫亮副研究員為該論文共同第一作者。該課題得到了中國(guó)科學(xué)院、科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委、上海市科委等項(xiàng)目的資助。
文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0261561421004386
圖1. 兩種膳食干預(yù)前后的菌群結(jié)構(gòu)變化
圖2. 基線臨床指標(biāo)、CAGs、脂肪酸和酰基肉堿變化及其聯(lián)合模型對(duì)血脂改善的貢獻(xiàn)度
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