帝國理工學院的Filipe Cabreiro，以及德國基爾大學的Christoph Kaleta領(lǐng)導的研究組發(fā)現(xiàn)飲食可通過腸道細菌，改變2型糖尿病藥物的有效性。

這一研究發(fā)現(xiàn)公布在Cell雜志上。

存在于我們胃腸道中的細菌，也就是腸道微生物組，會產(chǎn)生許多能夠影響健康和疾病的分子。研究發(fā)現(xiàn)腸道微生物組的功能受到飲食和藥物，如二甲雙胍的調(diào)節(jié)，藥物二甲雙胍主要用于治療2型糖尿病，而且已經(jīng)顯示延長了幾種生物的壽命。然而，理解飲食，藥物和腸道微生物組之間復雜的多向關(guān)系是一個相當大的挑戰(zhàn)。 “解開這種相互作用網(wǎng)絡至關(guān)重要，因為二甲雙胍的具體作用機制尚不清楚，”Filipe Cabreiro說。

一種新的篩選技術(shù)

Cabreiro的團隊開發(fā)了一種創(chuàng)新性的四向高通量篩選技術(shù)，可以更好地了解飲食，藥物和腸道微生物組合如何相互作用，影響宿主生理的。研究人員利用線蟲C. elegans定殖人腸道的大腸桿菌作為簡化的宿主-微生物組模型，分析食用數(shù)百種不同的營養(yǎng)化合物的同時，攝入二甲雙胍的影響。

他們發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍治療改變了線蟲宿主的代謝和壽命，這些影響可以通過特定營養(yǎng)素增強或抑制。更重要的是，腸道細菌在調(diào)解這種現(xiàn)象方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。

飲食和腸道細菌的重要性解釋了為什么二甲雙胍在之前的研究中對另一種模式動物果蠅的壽命沒有影響。合作這項研究的HelenaCochemé說：“事實證明，果蠅的典型實驗室食物含有豐富的糖分。除去糖后，我們也看到了二甲雙胍對大腸桿菌定殖的果蠅的正面影響。”

進一步的分析表明，細菌具有復雜的機制，使它們能夠協(xié)調(diào)營養(yǎng)和二甲雙胍信號，并相應地重新連接自己的新陳代謝。由于這種適應，細菌積累了一種叫做胍基丁胺的代謝物，這是二甲雙胍對宿主健康的積極作用所必需的。

人體中反應是什么？

Cabreiro與來自基爾大學的Christoph Kaleta合作，研究在線蟲中發(fā)現(xiàn)的結(jié)果是否也可以在更復雜的人類微生物群中觀察到。他們分析了與大型2型糖尿病患者和健康對照組的微生物組，營養(yǎng)和藥物相關(guān)的數(shù)據(jù)。 

“有趣的是，我們發(fā)現(xiàn)二甲雙胍治療與細菌胍基丁胺生產(chǎn)能力增強密切相關(guān)，”Kaleta說。

二甲雙胍治療的意義

“我們的結(jié)果揭示了飲食，微生物群和宿主之間復雜的相互作用網(wǎng)絡，如何影響藥物的功效，通過我們的高通量篩選方法，我們現(xiàn)在終于擁有了一個工具，可以讓我們解決這種復雜性”。這項研究的結(jié)果可能有助于制定飲食指南或開發(fā)可用于增強二甲雙胍有益作用的基因工程細菌。而且還可以證明二甲雙胍治療的2型糖尿病患者比非糖尿病患者更健康，壽命更長。