2019年8月30日

饮食和药物如何影响肠道细菌和人类健康

Nematode Caenorhabditis elegans.作为研究微生物宿主药物相互作用的模型系统。信用:Filipe Cabreiro博士,Host-Microbe Co-Metabolism Group,MRC-LMS

研究发表在 细胞 由8月29日由MRC伦敦医学科学研究院和帝国学院和德国基尔大学Christoph Kaleta的群体已经证明,饮食可以通过其在肠道细菌上的作用来改变2型糖尿病药物的有效性。

居住在我们胃肠道中的细菌,称为 ,产生能够影响健康和疾病的许多分子。已知肠道微生物组的功能由饮食和药物如药物(如药物)调节 ,其用于治疗2型糖尿病,并且已被证明延长了几种生物的寿命。然而,了解饮食,药物和肠道微生物组之间的复杂,多向关系表示相当大的挑战。 “解开这种相互作用网络是至关重要的,因为二甲双胍的具体行动机制尚不清楚,”菲利普卡雷罗说。

一种新的筛选技术

Cabreiro和他的团队开发了一种创新的四通高通量筛选技术,以更好地了解饮食,药物和肠道微生物组的互动,以影响宿主生理学。他们使用了线虫蠕虫 Caenorhabditis elegans. 与人的肠道殖民 大肠杆菌 作为简化的宿主微生物模型,并在数百种不同的营养化合物存在下暴露于二甲双胍。他们发现二甲双胍治疗改变了代谢和寿命 C. Elegans. 主持人,这些效果可以通过特异性营养增强或抑制。至关重要,揭示了肠道细菌在中介这种现象中发挥了关键作用。

信贷:MRC伦敦医学科学研究所

饮食的重要性和 解释为什么在果蝇的另一个常见的生物体的寿命没有对果蝇的寿命没有影响。在这项研究中合作的HelenaCochemé说:“事实证明,果蝇的典型实验室食物富含糖。服用糖后,我们也看到了二甲双胍在果蝇中的积极作用 大肠杆菌 。“

细菌营养信号是微生物 - 宿主药物相互作用的中央调节剂

进一步的分析表明,细菌具有复杂的机制,使得它们能够协调营养和二甲双胍信号并相应地重新缠绕其自己的新陈代谢。由于这种适应性,细菌积累了称为agmatine的代谢产物,其被证明是符合二甲双胍对宿主健康的积极作用所必需的。

人类怎么样?

Cabreiro从基尔大学大学的Christoph Kaleta和Schleswig-Holstein(Uksh)的医疗中心(Uksh)进行了调查了结果 C. Elegans. 也可以在人类的更复杂的微生物群中观察到。他们分析了与2型糖尿病患者和健康对照组的微生物组,营养和药物状况相关的数据。 “有趣的是,我们发现二甲双胍治疗与细菌毒素产生的能力增加强烈关联,”Kaleta说。重要的是,它们可以在欧洲两种独立的2型糖尿病患者的独立队列中重现他们的发现。而且,这是 发现是胍汀类药物的主要生产者是在二甲双胍治疗的2型糖尿病患者的肠道微生物组中增加的那些。

对二甲双胍治疗的影响

“我们的结果阐明了饮食,微生物群和宿主之间的复杂相互作用网络如何影响毒品的疗效,”Cabreiro说。 “通过我们的高吞吐量筛选方法,我们现在终于有一个工具,允许我们解决这种复杂性。”本研究的调查结果可能有助于为可用于增强二甲双胍的有益作用的转基因工程细菌的发展。他们还可以提供有价值的洞察力,这表明二甲双胍治疗的2型糖尿病患者比非糖尿病个体更健康和活跃。

更多信息: Rosina Pryor等。宿主微生物 - 药物 - 营养筛分鉴定二甲双胍治疗的细菌效应, 细胞 (2019)。 DOI:10.1016 / J.Cell.2019.08.003

信息信息: 细胞

Provided by 基尔大学

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