Cell子刊：微生物组控制你的生物钟

　　

生物通报道：Cell Host & Microbe杂志日前发表了一项出人意料的小鼠研究。芝加哥大学医学中心的华裔教授Eugene Chang领导研究团队发现，哺乳动物肠道的微生物组参与了昼夜节律的调控。研究显示，小鼠肠道菌群的代谢物生产存在每日节律，而且能够影响生物钟基因的表达。

这项研究再次证实肠道微生物组是动态的，Salk生物研究所的Satchidananda Panda评论道。“我们起床时的肠道菌与睡觉时的肠道菌并不相同，”Panda说。“这会产生很大的影响，因为肠道菌的数量比机体内的细胞还多，而且它们会生产不同的酶和因子影响整个机体的代谢。”

已知哺乳动物的睡眠-觉醒循环会对代谢产生影响。有小鼠研究表明，高脂饮食能改变昼夜节律。而在人类中，扰乱睡眠模式会增加食欲，提高肥胖和糖尿病的风险。（延伸阅读：Cell惊人发现：可遗传的微生物组）

研究人员分别让无菌小鼠和正常小鼠摄取低脂或高脂食物。在无菌小鼠中，中枢生物钟基因和肝脏生物钟基因的表达受损。在摄取高脂饮食时，无菌小鼠的体重增加要少于正常小鼠。“我们还看到，高脂饮食会使肠道菌群出现结构和功能失调，对宿主代谢产生负面影响，小鼠表现出饮食诱导的肥胖，”Leone说。

“小鼠的昼夜节律受到了分子水平的破坏，这令我们非常意外。这意味着，微生物组能够影响中枢神经系统和外周器官的生物钟，”Panda说。

研究人员还对肠道菌生产的代谢物进行了分析。他们发现，在低脂饮食的正常小鼠中，有益细菌生产的短链脂肪酸（butyrate）会出现节律性变化。而且这种代谢物能够直接调节肝细胞中生物钟基因的表达。

“我们认为，肠道菌能够感知吃的时间、吃了什么以及吃了多少，并释放代谢信号参与生物钟调控，进而影响整个机体的代谢，”Chang说。“高脂饮食会改变这些信号，干扰生物钟功能，促进肥胖。”

 

生物通编辑：叶予

生物通推荐原文：

V. Leone et al., “Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism,” Cell Host & Microbe, doi:10.1016/j.chom.2015.03.006, 2015.