王萌：首次发现细菌能改变机体脂肪储存

　　——科学家们揭示了环境-微生物-宿主相互作用的新机制

生物通报道：来自贝勒医学院的研究人员发现了一种细菌如何改变其宿主生理学的最新机制，揭示了实验室线虫体内的大肠杆菌如何对环境变化产生应答，并由此生成信号传递给现场，改变了现场脂质存储的方式。

这一研究成果公布在4月25日的Nature Cell Biology杂志上，文章的通讯作者是美国贝勒医学院副教授王萌（Meng Wang）博士，她表示，“很早之前科学家们就已经知道微生物-宿主的相互作用，但是其中介导相互作用的实际分子机制还存在很大的空白。这些微生物生活在另外一种有机体内，却能对环境的变化作出反应，改变它们表达的分子，从而影响宿主身体的正常运作，包括疾病易感性。”

大肠杆菌如何改变线虫的脂质储存

线虫是科学家们常用来研究健康和疾病基本生物学机制的实验室模型。“这种动物能与其肠道中的细菌共存，它们之间的相互作用与人类和微生物之间的相互作用很相似，我们分析这种模型可以帮助了解基本的生物学机制，”王博士说。

在这项研究中，她与文章的第一作者Chih-Chun Lin比对了两组线虫，一组线虫体内是在营养丰富环境中生长的大肠杆菌，另外一组线虫体内细菌则是在在营养条件差的情况下生长出来的，之后这两组线虫都在同样数量和类型的营养条件下生长，它们的区别仅仅是体内细菌之前生长环境的差异。

结果研究人员惊讶的发现携带营养不良环境细菌的线虫脂肪储备数量是携带营养丰富环境细菌线虫的两倍。

之后研究人员又进行了更多实验，发现由于营养不良环境中缺乏甲硫氨酸这种氨基酸，从而细菌生成了多种化合物，启动了线虫中的级联放大反应，导致脂肪积累。此外，研究人员还发现这些额外的脂肪积累组织也出现了线粒体分裂。线粒体的活性（融合与分裂之间的平衡）代表了机体代谢活性。

首次揭示微生物-宿主之间的新关联

研究人员发现细菌之所以能够引发线粒体分裂，导致额外的脂质积累，这是因为细菌能与线粒体之间建立沟通。

“我们首次发现细菌和线粒体在代谢水平上可以‘互相交谈’的证据”，王博士说。

细菌和线粒体就像是远亲。进化证据有力的证明了线粒体来源自细菌，是之后进入到其它细胞类型中，整合进了细胞结构中。线粒体在细胞代谢的许多方面发挥了重要作用，但也保持与其细菌祖先非常相似的基因。“有趣的是，细菌产生的分子可以在与线粒体之间的交流中起作用，并调节其融合-分裂平衡。我们的这项研究结果揭示了细菌和线粒体之间的这种共同语言”。

这种共同语言包括蛋白质，比如NR5A，Patched和Sonic Hedgehog。其中Sonic Hedgehog特别吸引了研究人员的注意，因为之前并未发现它参与调节脂质代谢和线粒体动力学。

“微生物可以影响宿主许多方面的功能，在这里我们介绍了一种介导微生物-宿主通信的新分子机制。这一新机制也启发我们分析其它生理方面的相关因素，例如压力反应和衰老等。”

（生物通：张迪）

原文标题：

Microbial metabolites regulate host lipid metabolism through NR5A–Hedgehog signalling