痴肥是21世纪的主要健康问题之一，与糖尿病、脂肪肝病、心血管发病率加多以及各样恶性肿瘤的风险加多密切关联小表妹，总的来说，痴肥不错被视为咱们这个时间最具影响力的疾病风险因素。关联词体重的终了是一个复杂的生物经过，最紧迫的是肠说念的内分泌细胞（EECs），它主要认真勾通胃肠说念的消化和收受，以及各样远方器官(如肝脏、胰腺和下丘脑)的代谢响应。对于EECs的相关，大无数皆连合在近端胃肠说念中的代谢作用上，在结肠内中的代谢作用了解甚少。2024年4月重庆医科大学附属儿童病院谭帅老诚团队一篇题为“Interaction between the gut microbiota and colonic enteroendocrine cells regulates host metabolism”的相关效果发表在Nature Metabolism期刊上，该相关标明肠说念菌群与结肠EECs互相作用调控L-谷氨酸代谢进而影响食欲，结肠L-谷氨酸的加多不错平直加多食品摄入量。

迈维代谢为该相关提供了16S+平方靶向代谢组+氨基酸靶向代谢组检测。

组学次第：16S rRNA基因测序、平方靶向代谢组检测、氨基酸靶向代谢组检测、宏转录组测序等；

其他次第：菌群移植、组织染色、肠蠕动测验、葡萄糖和胰岛素耐受性相关、RT–qPCR等；

1. 结肠EECs终了食欲和体重

为了讲演结肠EEC的代谢作用，相关东说念主员构建了结肠EEC短缺的小鼠模子（EECΔCol）。EECΔCol小鼠缔造时并未出现不良表型，何况与野生型同窝小鼠一样正常存活至成年。关联词，跟着年岁的增长，突变小鼠的体重权珍惜于野生型同窝小鼠（图1a，b），通过全身磁共振成像标明痴肥是脂肪量的加多导致（图1c），到6个月大时，突变小鼠出现功能装束性痴肥，并伴有肝脂肪变性和脂肪组织魁梧（图1d）。高脂饮食（HFD）会加重这种痴肥，导致突变小鼠的体重加多幅度大于同窝对照组小鼠（图1e），这相通是由于脂肪量过多积蓄所致（图1f）。相关东说念主员通过代谢笼相关发现突变小鼠的食品摄入量权贵加多（图1g），但能量耗尽、产热或畅通均未发生变化。突变小鼠每天粪便热量赔本更高（图1h），这是由于粪便排泄量加多，而热量密度并未加多。结肠EEC短缺并未导致粪便中总脂肪酸排泄量加多（图1i）或特定脂肪酸在粪便中的浓度发生权贵变化。iEECΔCol模子践诺标明，成年期EECs短缺也会导致多食和痴肥。

■ ■ ■ ■ ■

天天影视

图1.结肠EECs的缺失导致贪食和痴肥

2. 结肠EECs对于符合的血糖转变是必需的

由于结肠EEC产生参与葡萄糖稳态的激素，如GLP-1、GLP-2和INSL5，相关东说念主员搜检了EECΔCol动物的葡萄糖耐量。在8周龄时，即各组之间出现显著体重各别之前，EECΔCol小鼠在腹腔打针（IP）葡萄糖后发扬出比对照组更高的血糖水平（图2a，b）。在TMX给药后4周，且痴肥发生之前，可指引的EECΔCol动物也发扬出葡萄糖不耐受（图2c，d）。葡萄糖不耐受与胰岛素和GLP-1响应减轻关联（图2e，f），而通过腹腔打针胰岛素耐量测验评估的胰岛素敏锐性是正常的（图2g，h）。与野生型对照比较，高脂饮食（HFD）喂养的EECΔCol小鼠体重加多更权贵，发扬出更大的葡萄糖不耐受，以及对葡萄糖刺激的胰岛素和GLP-1升高响应减轻。与痴肥引起的胰岛素违背相一致，突变小鼠在基线时也存在高胰岛素血症，且对腹腔打针胰岛素给药的血糖下跌响应减轻。说七说八，这些发现标明，结肠EEC短缺会零丁于其对体重的影响而郁闷葡萄糖稳态，这可能是由GLP-1分泌减轻引起的继发性改变。

对于Pyy缺失是否会导致啮齿类动物食欲过盛和体重加多的问题一直存在争议。为了测试这种激素单独短缺是否会导致食欲过盛和痴肥，相关东说念主员通过靶向Pyy基因的2号和3番外显子栽培了一种Pyy缺失的小鼠。这些小鼠在成例饲料饮食或高脂饮食下并未出现体重过度加多，且与同窝缔造的对照组比较并未出现食欲过盛。因此，这种激素的短缺无法讲明EECΔCol动物中不雅察到的体重表型。无论处于禁食景况还是进食后4小时，突变动物与同窝缔造的对照组之间血浆其他激素浓度均无权贵各别。

■ ■ ■ ■ ■

图2.结肠EECs转变葡萄糖稳态小表妹

3. 合住不错严防EECΔCol小鼠痴肥

相关东说念主员将不同基因型的小鼠从断奶开动共同饲养，并在它们6周大时开动给以高脂饮食。值得瞩目的是，共同饲养的突变体小鼠的体重弧线与终了野生型（WT）小鼠的体重弧线无法分散；唯独按基因型分开的突变体小鼠才出现体重过度加多（图3a）。肉体身分分析再次标明，分开饲养的突变体小鼠的脂肪量更高（图3b）。值得瞩目的是，共同饲养不仅使高脂饮食下的体重加多正常化，还摒除了突变体小鼠的过量食品摄入（图3c）。此外，痴肥的突变体小鼠的粪便微生物群发生了显著变化，16S测序收尾发现，微生物α各样性缩小（图3d），并通过β各样性分析骄贵构成偏向（图3e）；与WT动物共同饲养的突变体小鼠莫得发生全局微生物群改变，且访佛于WT动物。在门水平上，组身分析骄贵，分开的EECΔCol小鼠的厚壁菌门与拟杆菌门的比例加多，这是痴肥的特征，但这种杂沓在共同饲养的突变体小鼠中并未出现。通过带有偏差改良的微生物组组身分析（ANCOMBC）对扩增子ASV进行各别品貌测试，也发现单独饲养的EECΔCol小鼠与其他组之间存在很多统计学上的权贵各别（图3f）。

为了探究菌群失调是否因为痴肥导致，相关东说念主员对小鼠断奶后不久（第4周）和早期痴肥前景况（第6-8周）的粪便微生物群构成进行了分析，收尾发现，突变小鼠的粪便微生物群β各样性与其同窝野生型（WT）对照小鼠的β各样性已显著不同（图3g），且这一时期点早于体重各别的出现，体重各别仅在第9周时才表露（图3h）。真理真理的是，ANCOMBC还详情，在4到6-8周之间，ASV水平的变化数目加多，标明断奶和单独饲养后菌群失调渐渐加重。早在第6周时，按基因型分开的小鼠的食品摄入量就已高于对照动物（图3i）。终末，相关东说念主员还不雅察到，在TMX指引的结肠EEC缺失后5周，当小鼠出现多食症但尚未痴肥时，α各样性和β各样性以及ASV水平的微生物构成均发生了变化。总之，这些收尾标明，菌群失颐养多食症是结肠EEC丧失导致的早期事件，且这些变化发生在痴肥之前。

■ ■ ■ ■ ■

图3.结肠EEC缺失导致肠说念生态失调，并与痴肥关联

4. EEC短缺会毁伤结肠畅通勾通性以及养分物资的措置

接下来，相关东说念主员试图了解结肠EEC缺失导致的菌群失调的可能机制。肠说念上皮中的产生血清素的细胞，称为肠嗜铬细胞，属于EEC谱系，并通过肠神经系统在转变肠说念蠕动行径中说明紧迫作用。通过胭脂红排泄评估的总肠说念转运时期在EECΔCol动物中未受影响（图4a）。关联词，突变体结肠中CMMC（移行畅通复合体）启动频率缩小（图4b、c），同期CMMC之间的停止延迟（图4d）。总之，这些相关标明突变体小鼠的结肠畅通勾通性权贵丧失。

为了分散肠说念菌群对代谢产物构成以及宿主功能改变介导的影响，相关东说念主员在无菌（GF）要求下重新赢得了EECΔCol动物群落。通过非靶向代谢组学（平方靶向代谢组）分析这些粪便样本，收尾骄贵突变小鼠的总体粪便代谢产物构成与野生型对照组不同，如头绪聚类分析（图4e）所示，以及各别品貌测试（图4f）。与对照动物比较，突变组中很多代谢产物的抒发权贵上调或下调，其中最主要的代谢道路对应于嘌呤或嘧啶代谢（图4g）。值得瞩目的是，脂质在突变组中未骄贵出各别，图片专区这与相关东说念主员之前的收尾一致，即莫得凭据标明存在脂肪泻肚。总的来说，这些相关标明突变小鼠结肠的腔内代谢环境发生了权贵变化，导致为常驻微生物群提供了不同的碳源。这些代谢产物的变化以及结肠畅通勾通性的改变，为突变小鼠中不同结肠微生物生态的发展提供了可能的讲明。

■ ■ ■ ■ ■

图4.结肠EECs终了正常的结肠畅通，转变粪便代谢组

5. 改变微生物群是痴肥的充分必要要求

为了讲演EECΔCol动物中的肠说念菌群变化是否可能是导致其痴肥的原因，相关东说念主员使用了广谱抗生素来排除肠说念菌群。在服用抗生素本事，EECΔCol小鼠过火同窝对照小鼠被置于高脂饮食（HFD）中，它们在体重加多方面莫得各别（图5a）。与它们的体重弧线一致，这种调理也摒除了各组之间食品摄入量的各别（图5b）。抗生素在对照组小鼠高脂饮食喂养下不影响体重加多，但极地面胁制了EECΔCol小鼠体重的加多（图5c），并严防了组织出现失调性痴肥的迹象，如肝脂肪变性和脂肪魁梧。终末，在GF要求下饲养的EECΔCol和野生型（WT）同窝缔造对照小鼠在1岁时未发扬出体重各别（图5d），何况在成例饮食和高脂饮食下均发扬出重迭的体重加多和肉体构成（图5e，f）。因此，EECΔCol小鼠的痴肥和多食症依赖于其好意思满的肠说念菌群。

接下来，相关东说念主员通过移植践诺将肠说念菌群转化到GF WT受体小鼠中，以详情肠说念菌群是否足以导致多食症和痴肥。从iEECΔCol突变小鼠接收肠说念菌群的GF受体小鼠比从野生型同窝对照经TMX措置的小鼠接收肠说念菌群的受体小鼠体重加多更多；无论移植小鼠接管的是成例饮食还是高脂饮食，这一收尾均不言而喻（图5g，i），何况在两种情况下，体重加多皆与食品摄入量加多关联（图5h，j）。正如预期的那样，WT或突变体供体粪便的GF受体小鼠的最终肠说念菌群在β各样性水平上存在权贵各别（图5k），这由多个ASV水平的各别所驱动（图5l）。

■ ■ ■ ■ ■

图5.EECΔCol小鼠的生态失调导致嗜食和痴肥

6. 痴肥与粪便中L-谷氨酸水平升高关联

相关东说念主员将单独饲养的iEECΔCol动物与四个对照组进行了比较。收尾骄贵，与系数对照组比较，单独饲养的iEECΔCol动物的粪便中出现了一组特有的代谢物集群，这些代谢物水平升高（图6a）。接下来，对iEECΔCol动物的血液样本进行了非靶向代谢组学分析，并将收尾与两个对照组进行了比较（图6b）。其中一个代谢物变化集群是突变小鼠特有的，且在该集群中，唯唯一个代谢物与粪便中突变体特异性代谢组学变化重迭，即L-谷氨酸。相通，血液代谢组学分析发现，接管突变体肠说念菌群的GF受体小鼠血液中L-谷氨酸水平也升高（图6c）。此外，在TMX介导的Neurog3缺失后，与三个对照组比较，单独饲养的雄性突变小鼠的粪便谷氨酸浓度渐渐升高，这发生在多食症和痴肥发生之前（图6d，e）。

代谢组学践诺标明，L-谷氨酸的加多与食欲加多和体重加多关联。此外，相关东说念主员发现，与突变雄性小鼠不同，雌性突变小鼠与野生型同窝对照小鼠比较具有抗痴肥性。真理真理的是，与对照动物比较，两性突变小鼠的肠说念菌群均发生了权贵变化，如β各样性分析或各别品貌测试所示。关联词，突变雄性和突变雌性动物之间的各别很小。尽管突变动物中两性之间的微生物群落各别相对较小，但雌性iEECΔCol小鼠在TMX指引的EEC缺失后不会出现粪便L-谷氨酸升高（图6e），而在访佛开采下，雄性突变小鼠则会出现（图6d）。此外，唯独在TMX介导的EEC消融后，雄性突变小鼠而非雌性突变小鼠才会出现多食症和痴肥。说七说八，这些相关进一步标明L-谷氨酸与痴肥关联，并可能在表型中缘由果作用。

■ ■ ■ ■ ■

图6.EEC缺失与粪便谷氨酸升高关联，并与贪食关联

7. 影响食欲的L-谷氨酸是由微生物产生的

通过靶向代谢组学分析发现，与成例饲养要求比较，在无菌（GF）要求下，野生型（WT）小鼠粪便中的L-谷氨酸基本上无法检测到；此外，在GF饲养要求下，突变小鼠中不雅察到的粪便L-谷氨酸升高征象十足逆转（图7a），这标明粪便中的L-谷氨酸主如若由细菌代谢产生的。野生型小鼠在进食后粪便中的L-谷氨酸浓度下跌；比较之下，iEECΔCol小鼠粪便中的L-谷氨酸浓度升高，且不受进食周期的影响。为了详情肠说念菌群奈何驱动粪便中L-谷氨酸的升高，相关东说念主员进行了粪便宏转录组分析，重心调治认真L-谷氨酸代谢的道路。在该道路中，有三个KEGG同源物骄贵出权贵的各别抒发（图7b）。突变小鼠中L-谷氨酸合成酶（KEGG同源物K00265）的抒发量更高（13.49倍），该酶认真将2-氧代戊二酸飘摇为L-谷氨酸（图7c）。突变小鼠中的其他权贵变化还包括K00262抒发量的加多（2.21倍）和K00135抒发量的权贵缩小（0.03倍），后者是一种认真耗尽L-谷氨酸以合成琥珀酸的酶（图7c）。总的来说，这些基因变化的见地性不错讲明突变小鼠中不雅察到的L-谷氨酸加多征象。值得瞩目的是，除了Muribaculum外，这些基因的读数映射到的物种在突变小鼠与对照组之间并未骄贵出品貌各别。

为了详情L-谷氨酸是否平直促进食欲加多，或者只是与食欲加多关联而非其原因，相关东说念主员给野生型（WT）动物服用了谷氨酸钠。在为期3天的饮用水中加入谷氨酸钠后，加多了野生型动物的食品摄入量（图7d）。直肠给以谷氨酸导致在接下来的18小时内食品摄入量加多（图7e）。腹腔打针（IP）与直肠给药谈判剂量的L-谷氨酸，发现腹腔打针对食品摄入量莫得影响（图7f）。紧迫的是，腹腔打针L-谷氨酸使轮回血浆中的L-谷氨酸水平升高到与突变小鼠相似的水平，而直肠给以L-谷氨酸则不会使血浆中的L-谷氨酸水平发生显著变化（图7g）。这些收尾标明，在食欲转变方面，关联的是肠腔内的L-谷氨酸，而不是轮回中的L-谷氨酸。

■ ■ ■ ■ ■

图7.细菌孳生的结肠谷氨酸指引贪食

该相关标明结肠内分泌细胞（EECs）残障会导致多食和痴肥，还会改变微生物群的构成和代谢物的生成。通过抗生素调理、无菌再孳生和菌群移植实考据明，这种变化对于痴肥的发生既是必要的亦然充分的。此外，通过粪便和血液代谢组学相关，发现肠说念菌群产生的L-谷氨酸会导致食欲加多，结肠L-谷氨酸给药可平直加多食品摄入量。揭示了结肠中一种出东说念主预料的宿主-菌群轴，它是更大的肠-脑轴的一部分，可转变宿主的代谢和体重。

迈维代谢自创立以来，一直力图于代谢组数据库构建及检测次第开发。近10年来小表妹，先后发布了“平方靶向代谢组”、“TM广靶代谢组”、“全谱代谢组”以及“LC+GC万能代谢组”等多款改动式代谢组学检测家具，大略袒护氨基酸、有机酸、核苷酸以及脂质等不同性质的代谢物，骄贵您的不同检测需求。

体重Col小鼠粪便谷氨酸发布于：浙江省声明：该文不雅点仅代表作家本东说念主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间行状。