【Gut Microbes】糖尿病中的肠道微生物代谢特征以及潜在的预防和治疗应用
文摘
2024-10-24 08:00
四川
近日，外国团队在《Gut Microbes》发表论文Gut microbial metabolic signatures in diabetes mellitus and potential preventive and therapeutic applications。该论文总结了与糖尿病相关的微生物特征，它们如何与饮食相关，并最终总结了宿主-肠道微生物群-饮食相互作用对代谢物谱的影响。此外，总结了与有前途的预防和治疗干预有关的最新进展，重点是靶向调节肠道微生物群以缓解 T1D、T2D 和 GDM，值得关注。
糖尿病，是一种以高血糖（高血糖症）为特征的慢性疾病，这与通过微血管并发症对体内多个系统增加的终生风险相关。尽管在病理上有着根本的不同，但两种主要类型的糖尿病，即1型糖尿病（T1D）和2型糖尿病（T2D），都以功能性胰岛β细胞的丧失为特征，这些细胞负责生产和分泌胰岛素，即主要参与调节血糖水平的激素。虽然T1D的发病涉及因自身免疫攻击导致的β细胞大量丧失，但T2D则是由于代谢应激导致的轻度至中度β细胞丧失。T2D还以不同程度的胰岛素抵抗为特征，这是由于外周组织中β细胞的可变丧失，而在T1D中，胰岛素抵抗可能在血糖控制不佳的患者中观察到，或由于强化胰岛素治疗。妊娠糖尿病（GDM）也是一种复杂的代谢紊乱，可能源于潜在的β细胞功能障碍。值得注意的是，除了T1D、T2D和GDM，还有50多种亚型的糖尿病被描述，包括单基因型糖尿病和成人潜伏性自身免疫糖尿病（LADA），这突出了这种代谢状况的病因和表现的异质性。在过去的几十年中，越来越明显的是，肠道微生物群对人类健康有重大影响。越来越多的证据表明，细菌、古菌、病毒、真菌及其代谢产物直接影响人体。这些微生物群落及其产生的代谢产物的负面影响，被一些人称为肠道菌群失调，已与多种健康状况相关，包括局部和全身性的。免疫系统也与这些状况中的大多数有关，因为肠道微生物群的不平衡可能伴随着肠道通透性的增加和细菌产物的转移，这些产物引起局部和全身性炎症。这些状况的例子包括代谢综合征、肠易激综合症（IBS）、炎症性肠病（IBD）、结直肠癌、类风湿性关节炎，以及与神经系统相关的状况，如自闭症、帕金森病、阿尔茨海默病、多发性硬化症和抑郁症。值得注意的是，胰腺功能的损害与肠道微生物群失调有关。此外，已经提出，假设的微生物群-胰腺轴的破坏可能有助于急性和慢性胰腺炎以及胰腺导管腺癌的发展和进展。此外，糖尿病也与肠道微生物群失调有关，这表明针对性的方法调节肠道微生物群可能影响这些胰腺状况的发展和进展。1. 讨论了胰腺的组织结构和功能，特别是胰岛β细胞在胰岛素分泌中的作用。描述了T1D作为自身免疫疾病导致胰岛β细胞破坏的过程，探讨了T2D的发病机制，包括胰岛素抵抗和β细胞功能衰竭，讨论了GDM的特点，以及它与T2D和代谢综合征的联系。2. 强调了肠道微生物群的复杂性，以及它们在人体健康中的作用，描述了肠道微生物群的组成，包括细菌、古菌、病毒和真菌。同时讨论了肠道微生物群如何影响肠道屏障功能和宿主健康。3. 肠道微生物群与糖尿病：探讨了肠道微生物群如何通过代谢产物影响胰腺功能和糖尿病的发展。讨论了肠道微生物群与T1D、T2D和GDM之间的关系。4. 讨论了通过调节肠道微生物群来治疗糖尿病的潜在策略，包括饮食干预、益生元、益生菌、合生元、后生元和粪便微生物群移植。5. 总结了肠道微生物群和它们的代谢产物在糖尿病中的作用，并强调了进一步研究这些相互作用的重要性，提出了未来研究的方向，包括深入探索肠道微生物群与宿主之间的相互作用，以及开发新的治疗策略。文章强调了肠道微生物群在糖尿病发展中的关键作用，并提出了通过调节肠道微生物群来预防和治疗糖尿病的新方法。同时，文章也指出了当前研究的局限性，并对未来的研究方向提出了建议。Prof Paul Cotter ，科克大学食品生物科学系主任，爱尔兰大型研究中心APC Microbiome Ireland、Vistamilk和Food for Health Ireland的首席研究员。他还是SeqBiome的首席技术官和联合创始人，SeqBiome是一家提供微生物组测序和生物信息学服务的公司。科特教授专攻分子微生物学，特别关注食品（尤其是发酵食品）、人体微生物组、益生菌和后生元的微生物学。他发表了超过350篇同行评审的文章，在2018-2021年被Clarivate列入高被引研究人员名单，并担任《Frontiers in Microbiology》杂志的领域主编。专注于食品微生物学，特别是发展中国家的发酵食品，以及食品和运动对人类微生物组和健康的影响。他们的兴趣还包括益生菌、后生元、细菌素，以及创新和应用新的DNA测序技术进行微生物组分析。
