生物通報道：Cell Host & Microbe雜志日前發(fā)表了一項出人意料的小鼠研究。芝加哥大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的華裔教授Eugene Chang領(lǐng)導(dǎo)研究團隊發(fā)現(xiàn)，哺乳動物腸道的微生物組參與了晝夜節(jié)律的調(diào)控。研究顯示，小鼠腸道菌群的代謝物生產(chǎn)存在每日節(jié)律，而且能夠影響生物鐘基因的表達。

這項研究再次證實腸道微生物組是動態(tài)的，Salk生物研究所的Satchidananda Panda評論道。“我們起床時的腸道菌與睡覺時的腸道菌并不相同，”Panda說。“這會產(chǎn)生很大的影響，因為腸道菌的數(shù)量比機體內(nèi)的細胞還多，而且它們會生產(chǎn)不同的酶和因子影響整個機體的代謝。”

已知哺乳動物的睡眠-覺醒循環(huán)會對代謝產(chǎn)生影響。有小鼠研究表明，高脂飲食能改變晝夜節(jié)律。而在人類中，擾亂睡眠模式會增加食欲，提高肥胖和糖尿病的風(fēng)險。（延伸閱讀：Cell驚人發(fā)現(xiàn)：可遺傳的微生物組）

研究人員分別讓無菌小鼠和正常小鼠攝取低脂或高脂食物。在無菌小鼠中，中樞生物鐘基因和肝臟生物鐘基因的表達受損。在攝取高脂飲食時，無菌小鼠的體重增加要少于正常小鼠。“我們還看到，高脂飲食會使腸道菌群出現(xiàn)結(jié)構(gòu)和功能失調(diào)，對宿主代謝產(chǎn)生負面影響，小鼠表現(xiàn)出飲食誘導(dǎo)的肥胖，”Leone說。

“小鼠的晝夜節(jié)律受到了分子水平的破壞，這令我們非常意外。這意味著，微生物組能夠影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周器官的生物鐘，”Panda說。

研究人員還對腸道菌生產(chǎn)的代謝物進行了分析。他們發(fā)現(xiàn)，在低脂飲食的正常小鼠中，有益細菌生產(chǎn)的短鏈脂肪酸（butyrate）會出現(xiàn)節(jié)律性變化。而且這種代謝物能夠直接調(diào)節(jié)肝細胞中生物鐘基因的表達。

“我們認為，腸道菌能夠感知吃的時間、吃了什么以及吃了多少，并釋放代謝信號參與生物鐘調(diào)控，進而影響整個機體的代謝，”Chang說。“高脂飲食會改變這些信號，干擾生物鐘功能，促進肥胖。”

生物通編輯：葉予

生物通推薦原文：

V. Leone et al., “Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism,” Cell Host & Microbe, doi:10.1016/j.chom.2015.03.006, 2015.