人如其食！飲食＋腸道微生物成就了你的身體

　　俗話說，人如其食（You are what you eat），但這是為什么呢？研究人員已經知道飲食會影響體內的微生物平衡，但是這如何轉變為對宿主的影響仍然沒有被人們理解。近日，一項對小鼠的研究表明，微生物通過發送作用于組蛋白的代謝物的方式與宿主交流，因此不但影響結腸中的基因轉錄，而且還會影響身體的其他組織。這項研究發表在11月23日的《Molecular Cell》上。

　　華盛頓大學的生物分子化學教授以及該論文的資深作者之一John Denu說：“我們希望這一系列長期且極富成果的研究能夠幫助理解腸道微生物和宿主健康之間的聯系。我們要弄清楚腸道微生物是否影響宿主多種不同組織的表觀遺傳編程。”這些組織包括近端結腸、肝臟以及脂肪組織。

　　在研究中，研究人員首先將無菌的小鼠與攜帶活體腸道微生物的小鼠進行了比較。他們發現，腸道微生物會改變宿主的一些組織的表觀基因組。接下來，他們將普通飲食組小鼠和西式飲食組小鼠進行了對比，后者復合碳水化合物和纖維的含量更少，脂肪和單糖含量更高。與其他研究人員過去的研究結果一致，他們發現，普通飲食組小鼠的腸道微生物與西式飲食組小鼠非常不同。

　　威斯康星麥迪遜大學的細菌學教授Federico Rey說：“當宿主攝入富含植物多糖（比如纖維）的食物時，由于這種多糖不易被人類細胞吸收，因此腸道微生物就能有更多的食物。

　　此外，他們發現，西式飲食組的小鼠不能生成與正常飲食組小鼠等量的特定代謝物。Denu說：“我們認為短鏈脂肪酸乙酸鹽、丙酸鹽和丁酸鹽等代謝物對驅動一些表觀遺傳效應非常重要，這些代謝物通常由纖維的微生物發酵產生。”

　　下一步工作是將代謝物合成的變化與表觀遺傳變化聯系起來。他們發現組蛋白乙酰化和甲基化在兩組小鼠中的組織中是不同的。Denu解釋說：“我們的發現表明了在染色質水平上對宿主的深刻影響。這種機制通過不同的基因表達影響宿主健康。”

　　為了確定代謝物驅動表觀遺傳變化，研究人員通過飲用水的方式將無菌小鼠曝露于三種短鏈脂肪酸中，以確認這些物質是否能夠引起表觀遺傳變化。在觀察小鼠的組織時，他們發現，飲用了添加短鏈脂肪酸水的小鼠的表觀遺傳特征與攜帶在健康飲食情況下生長的微生物的小鼠類似。

　　Denu說：“還需要進一步的工作才能將這些發現從小鼠轉化到人類身上。很明顯，這是一個復雜的任務。但是我們知道，人體內的微生物群落也會生成這些短鏈脂肪酸，存在于血漿中，所以我們推測這可能也適用于人類。”

　　Rey補充說，生成丁酸鹽的細菌在糖尿病患者和心血管疾病患者身上含量比較少，丁酸鹽也被認為具有抗炎作用。

　　但是研究人員不提倡在飲食中添加短鏈脂肪酸作為健康飲食的方法。Rey說：“蔬菜和水果不僅僅含有多糖，還有很多其他的成分，包括多酚，多酚也在腸道中代謝，以一種我們尚不理解的方式影響宿主的染色質。短鏈脂肪酸只是這個故事中的冰山一角。”