生物通報道：Cell Host & Microbe雜志日前發表了一項出人意料的小鼠研究。芝加哥大學醫學中心的華裔教授Eugene Chang領導研究團隊發現，哺乳動物腸道的微生物組參與了晝夜節律的調控。研究顯示，小鼠腸道菌群的代謝物生產存在每日節律，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。“這會產生很大的影響，因為腸道菌的數量比機體內的細胞還多，而且它們會生產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-覺醒循環會對代謝產生影響。有小鼠研究表明，高脂飲食能改變晝夜節律。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險。（延伸閱讀：Cell驚人發現：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結構和功能失調，對宿主代謝產生負面影響，小鼠表現出飲食誘導的肥胖，”Leone說。

“小鼠的晝夜節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系統和外周器官的生物鐘，”Panda說。

研究人員還對腸道菌生產的代謝物進行了分析。他們發現，在低脂飲食的正常小鼠中，有益細菌生產的短鏈脂肪酸（butyrate）會出現節律性變化。而且這種代謝物能夠直接調節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.