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【肠道菌群与健康】版主：吴影
湖南农业大学伍树松教授团队：通过粪便微生物群移植实验探讨P.copri对肥胖的影响
《Gut Microbes》，IF=12.2
●肥胖是体内能量摄入和消耗不平衡的结果，可能是由饮食不良、缺乏锻炼、心理因素、环境等多种因素引起的。与肥胖一起，这些因素会引发胰岛素抵抗，导致体内高血糖和高胰岛素水平。最近的研究表明，肠道菌群可能会影响宿主储存能量的能力。无菌C57BL/6J小鼠的盲肠菌群移植可使体脂含量增加60%。肥胖个体Bacteroidota的相对丰度低于瘦弱个体，而厚壁菌门(Firmicutes)的相对丰度则相反。先前的研究表明，短链脂肪酸(SCFAs)和胆汁酸(BAs)可能在糖脂代谢中起关键作用，和膳食纤维微生物发酵产生的SCFAs可与G蛋白偶联受体相互作用，影响脂肪细胞和外周器官的胰岛素敏感性。
为了探索微生物引起儿童肥胖的具体原因，湖南农业大学伍树松教授团队于2024年4月16日在《Gut Microbes》上发表了名为“Effects of Prevotella copri on insulin, gut microbiota and bile acids”的研究成果。通过对儿童肠道微生物群进行了表征，并利用高脂饮食(HFD)诱导的小鼠模型进一步探讨了P.copri对肥胖的影响。
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成果介绍
（1）肥胖儿童与正常儿童肠道
作者采用16S rDNA测序分析测序分析肥胖儿童与正常儿童的肠道微生物群差异。如图1(a)所示，肥胖儿童与正常儿童的主成分分析(PCA)、Chao1指数、Shannon指数、观察指标指数、Simpson指数均无显著差异(p < 0.05)。在门水平上对肠道微生物群组成进行分析(图1(b))，结果显示各组间厚壁菌门与拟杆菌门(F/ B)之比无显著差异(p< 0.05)(图1(c))。根据线性判别分析(LDA)，肥胖组与P.copri相关的OTU20明显高于正常组(图1(d))。在科水平上进一步分析(图1(f))显示，肥胖组Prevotellaceae的相对丰度高于正常体重组(p < 0.01)，基于对相对丰度排名前12位的细菌科的分析(图1(e))，Porphyromonadaceae、Bifidobacteriaceae和Coriobacteriaceae的相对丰度显著低于正常体重组(p < 0.05)；在属水平上(图1(g))，与正常组相比，肥胖组的普雷沃菌相对丰度较高，副杆菌、双歧杆菌和示波螺旋菌相对丰度较低(图1(h))。对肠道微生物群与BMI关系的分析显示，在变化显著的4个属中，只有g_Prevotella与BMI呈正相关(图2(a))，而其他3个属与人类BMI呈负相关(图2(b-d))。
（2）P.copri对小鼠体重和胰岛素水平的影响
图中HFD组小鼠的生长曲线、最终体重和腹脂率显著高于对照组(CTL)，所有指标的差异均具有统计学意义(p <0.01)。在空腹血糖和胰岛素水平的测量中，HFD+P组的小鼠葡萄糖和胰岛素水平显著高于HFD组(p <0.01)。因此，HFD+P组显示出更高的计算稳态模型胰岛素抵抗(HOMA-IR)指数，差异显著(p <0.01)。此外，HFD+P组的血清白细胞介素-1β(IL-1β)水平高于HFD组。这些结果表明，P.copri可能通过影响胰岛素抵抗和炎症反应，促进肥胖的发展。
（3）P.copri对小鼠肠道微生物群的调节
且在图4中可看高脂饮食(HFD)对肠道菌群的结构有显著影响。HFD组的ACE指数显著低于对照组(CTL) (p <0.05)，而Shannon、Chao1和Simpson指数之间的差异未达到统计学意义。在门水平分析中，结果表明P. copri显著下调了Verrucomicrobia的相对丰度(p <0.05)。针对菌群的科和属水平分析显示，P. copri在这些水平上显著调节了微生物群的组成。其中，akkermansiaceae家族的细菌在肠道中占据了前8位，Akkermansia属在CTL组的相对丰度高于其他组别，而HFD组和HFD+P组之间的差异不显著，但HFD+P组的Akkermansia属相对丰度显著下降至极低水平。
（4）P.copri对小鼠肠道BAs和短链脂肪酸的调节
而在上图可看到HFD+P组的初级胆汁酸含量显著高于CTL+P组(p <0.05)。此外，HFD+P组的熊去氧胆酸(UDCA)含量也显著高于其他组。在短链脂肪酸的组成方面，结果表明HFD组和HFD+P组的乙酸含量显著低于CTL组(p <0.05)。同时，HFD组的丁酸含量显著高于CTL组(p <0.05)。这些结果提示P. copri可能通过影响胆汁酸和短链脂肪酸的代谢，参与调节肥胖相关的代谢过程。
● 创新性/应用前景
文章首次发现并报道了儿童肥胖与肠道微生物Prevotella copri (P. copri)之间存在显著正相关性，为理解肥胖与肠道微生物之间的关系提供了新的视角；通过粪便微生物移植（FMT）实验，表明了P. copri在与肥胖相关的代谢紊乱中表现出条件致病性；通过代谢组学分析探讨了P. copri对胆汁酸和短链脂肪酸的影响，深入分析了肠道微生物对代谢过程的具体作用机制，这为后续研究提供了新的思路和方向，也为开发新的治疗策略提供了潜在的靶点。
参考文献
https://doi.org/10.1080/19490976.2024.2340487
专家/团队介绍
伍树松，博士，教授、博士生导师，动物营养与饲料科学方向，毕业于日本国立鹿儿岛大学，湖南省“百人计划”青年学者，湖湘高层次人才聚集工程创新人才。主要研究方向为动物营养代谢调控及天然活性产物的应用，在植物多酚的生物活性尤其是抗氧化、抗炎、抑菌及调控脂肪代谢等方面的作用及调控机制有一定的研究基础，以第一或通讯作者发表相关学术论文20余篇，先后兼职日本国立鹿儿岛大学特别研究员、国际食品与健康学会组委会成员、日本农芸化学学会会员、日本食品因子学会会员、美国生物化学与分子协会会员，以及《Molecular Nutrition & Food Research》、《Food & Function》、《Animal Nutrition》等杂志审稿人。
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