微生物与生化技术杂志

抽象的

发酵乳杆菌NCIMB 5221产生的阿魏酸可减轻果蝇代谢综合征的症状

Susan Westfall、Nikita Lomis、Surya Pratap Singh 和 Satya Prakash

抽象的

肠道菌群是一个由数千种细菌组成的复杂群落，它们生活在胃肠道中，对维生素的合成、矿物质的吸收、消化原本难以消化的纤维以及从食物中提取能量至关重要。最近，肠道菌群结构的健康与能量调节疾病有关，包括代谢综合征：一系列症状，包括高血糖、高胆固醇血症、高血压、腹部脂肪和甘油三酯水平增加。然而，肠道菌群与宿主能量代谢之间的通讯机制仍然不清楚。目前的研究表明，益生菌发酵乳杆菌NCIMB 5221 (Lf5221) 的内在阿魏酸酯酶活性产生的阿魏酸 (FA) 可以剂量依赖性地挽救果蝇饮食引起的糖尿病和肥胖的表型标志。在暴露于高糖或高脂肪饮食的果蝇中，2.5 或 7.5 × 109 CFU/ml 培养基中的活 Lf5221 可有效挽救全身体重、葡萄糖、海藻糖和甘油三酯水平。所有上述效果在热灭活细菌中均消失，表明代谢产物是罪魁祸首。同样，在代谢受挑战的果蝇模型中，0.5 mM FA 对生理标志物产生了类似的影响，同时还降低了循环血淋巴中的高血糖症。在信号水平上，高糖饮食可预测地提高了果蝇胰岛素样肽 2、3 和 5 的表达，而在高脂肪饮食中，脂肪酸合酶、乙酰辅酶 A 羧化酶和磷酸烯醇丙酮酸羧激酶的表达增加。在两种饮食中，Lf5221 和 FA 以不同的浓度将基因表达挽救至对照水平。检查基因表达机制，Lf5221 和 FA 均能挽救 dFOXO 和 dTOR 的表达，但不能挽救 dAkt 的表达，这表明 Lf5221 产生的 FA 作用于胰岛素受体的下游信号分子之一，可能是 dTOR：果蝇和人类的整体能量调节剂。本研究首次概述了肠道微生物群如何与宿主的能量调节代谢进行交流的简化机制。适当补充阿魏酸酯酶活性益生菌（如 Lf5221）可能可以预防或缓解代谢综合征和其他能量调节疾病（包括糖尿病、肥胖症和神经退行性疾病）的症状。