肠道微生物组:肥胖与 2 型糖尿病之间的隐秘纽带 —— 孟德尔随机化研究新发现

【字体: 时间:2025年04月28日 来源:BMC Microbiology 4

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  肥胖与 2 型糖尿病(T2D)严重威胁全球健康,二者关系密切,肠道微生物组(GM)在其中的作用备受关注却未被充分探究。研究人员运用孟德尔随机化(MR)分析,发现 GM 与肥胖、T2D 存在双向因果关系,这为防治相关疾病提供新方向。

  在全球范围内,糖尿病的蔓延如同一场无声的 “健康危机”。国际糖尿病联盟预测,到 2045 年,全球糖尿病患者数量将飙升至 7.83 亿,其中 2 型糖尿病(T2D)占据了 90% 的病例。T2D 是一种复杂的多因素疾病,胰岛素抵抗和胰岛素相对不足导致血糖升高,而肥胖则是其重要的诱发因素,不健康的饮食和缺乏运动的生活方式,让肥胖人群更容易陷入 T2D 的风险之中。
近年来,肠道微生物组(GM)逐渐进入人们的视野,它如同肠道内的 “小宇宙”,包含约 1500 种不同的微生物物种,在人体的代谢、免疫等多个方面发挥着关键作用。研究发现,GM 的变化与肥胖、T2D 之间似乎存在着千丝万缕的联系,但这种联系一直没有被完全明确。以往的研究,无论是观察性研究还是实验性研究,都存在一定的局限性。观察性研究容易受到环境因素的干扰,难以确定因果关系;实验性研究多依赖动物模型或体外粪便微生物研究,无法完全反映人体的真实情况。

为了揭开 GM、肥胖和 T2D 之间的神秘面纱,南京医科大学附属脑科医院的研究人员 Li Fu、Ancha Baranova、Hongbao Cao 和 Fuquan Zhang 等开展了一项重要研究,该研究成果发表在《BMC Microbiology》上。

研究人员主要运用了孟德尔随机化(MR)分析方法,结合来自公开数据集的全基因组关联研究(GWAS)汇总数据进行分析。其中,T2D 数据集来自 DIAGRAM(DIAbetes Genetics Replication And Meta-analysis)联盟,BMI 数据来自 GIANT 联盟,GM 的 GWAS 数据则分别来自国际联盟 MiBioGen 和荷兰微生物组项目(DMP)。这些数据涵盖了大量的欧洲人群,同时也包含了部分亚洲和其他地区的队列。

在研究结果部分,研究人员通过 MR 分析发现,GM 与 T2D 之间存在着复杂的因果关系。有 9 种微生物类群对 T2D 具有保护作用,比如在 DMP 数据中,厚壁菌门和拟杆菌门中的一些物种,以及 MiBioGen 数据中的某些类群;而 12 种微生物类群的遗传成分则与 T2D 风险增加相关。此外,T2D 也会反过来影响 GM 的组成,它可能会使 7 种微生物的丰度增加,6 种微生物的丰度降低。

在 BMI 与 GM 的关系方面,BMI 对 GM 的组成也有着显著影响。BMI 能够降低 28 种微生物类群的丰度,同时增加 24 种微生物类群的丰度。研究还发现,有 25 种微生物类群与 BMI 呈负相关,14 种呈正相关。

进一步分析发现,有 11 种微生物类群在 BMI 和 T2D 之间构成了一个交互网络。例如,毛螺菌科(Oscillospiraceae)、颤杆菌属(Oscillibacter)等的丰度随着 BMI 的升高而增加,同时它们也与 T2D 风险增加相关;而粪杆菌属(Faecalibacterium)的丰度则随着 BMI 的升高而降低。

在讨论部分,研究人员指出,他们的研究从遗传角度进一步证实了 GM 与 BMI、T2D 之间的双向因果关系,强调了 GM 在肥胖影响 T2D 过程中的潜在中介作用。GM 对 BMI 和 T2D 的影响可能涉及多种机制,比如微生物代谢产物可以通过修饰表观遗传标记来影响肥胖,还能通过调节短链脂肪酸(SCFAs)和胆汁酸(BAs)的代谢来影响 T2D 的发生发展。

然而,该研究也存在一定的局限性。研究主要基于遗传成分进行分析,难以全面考虑环境因素的影响;研究对象大多来自欧洲人群,结果在其他人群中的适用性有待进一步验证;GM 的组成具有动态性,遗传变异的影响可能会受到短期波动的干扰。

总体而言,这项研究揭示了 GM 与肥胖、T2D 之间的双向因果联系,为理解肥胖和 T2D 的发病机制提供了新的视角,也为相关疾病的预防和治疗开辟了新的方向。未来的研究需要进一步克服这些局限性,更深入地探索 GM 在代谢疾病中的作用机制,为改善人类健康提供更有力的支持。

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