本文作者:健菌兄(无炎生物资深生物学家) 2型糖尿病的发病机制 在健菌兄的《2型糖尿病与肠道菌群》的第一篇文章中提到上面的图片,现在医学界判定2型糖尿病的共识是胰岛素抵抗。可是胰岛素抵抗如何产生,直到十几年前大家一直没弄清楚,只能简单地找出像肥胖、慢性炎症这样的表征。只有找到真正的病因罪魁祸首,才能因敌施策,找到消除病根的办法。 2型糖尿病的科学研究进程Cani PD教授 “系统炎症假说” 早在上世纪70年代,科学界就已经发现2型糖尿病人群总是伴随着慢性炎症:C反应蛋白、白介素-6、白介素-8等炎症因子升高。接下来30多年,科学界一直停在各种与2型糖尿病相关的现象发现中,直到2007年,Cani PD教授,就是下面这位帅大叔,总结了前人发现,神一般地提出了“系统炎症假说”,核心观点是: 系统炎症假说-内毒素血症 系统炎症假说-菌血症 Cani PD教授 饮食诱导肠道菌群改变,增加机会致病菌的数量,降低保护肠屏障细菌的数量,影响肠上皮细胞基因表达,导致肠道通透性增加,使得进入血液的内毒素增加,引发慢性炎症反应,进而产生肥胖、胰岛素抵抗等代谢失调。 无菌动物模型和高通量测序技术促进了研究的飞速发展2型糖尿病患者肠道菌群结构跟普通人不一样 他这一总结不要紧,从此代谢病研究科学家都得验证他的假说: 首先,2型糖尿病患者与普通人的肠道菌群是不是不一样? 其次,肠道菌群与2糖谁是因,谁是果,或者只是相关? 幸运的是,这时候的科学家已经有两大强悍利器:无菌动物模型和高通量测序技术。 无菌动物模型可以帮助科学家们非常明确地验证某个微生物的功能,确定因果关系; 高通量测序技术则一下子让大家可以轻松了解包括了上千微生物的肠道菌群的全貌,不再需要像以前一个一个地培养,就像是原来靠眼睛发现敌人一下子进步到雷达扫描一样强大。 正是通过高通量测序技术,从2010年Larsen等人第一次报道了,2糖人群与正常人肠道不同以外,到2013年科学家们陆续发现和确认了世界各地的2型糖尿病人群的肠道菌群与正常人不同,虽然到现在为止并没有一个统一的2型糖尿病人群肠道菌群标准,但共同点明确: 2型糖尿病人群体内,肠道菌群多样性比正常人差,丁酸产生菌显著减少,有益菌比例减少,革兰氏阴性菌比例升高等。 现在为止,通过肠道菌群宏基因组检测,甚至在没有其它辅助数据的情况下,我们已经能够预测个体是否已经是2型糖尿病,并且准确率已经相当高。 NGS一下子帮助我们解决了第一个问题。但是究竟是因为得了2型糖尿病导致了我们的肠道菌群的变化,还是因为肠道菌群的变化导致了2型糖尿病,则花费了更多的精力。 谁是因?谁是果?肠道菌群的问题导致胰岛素抵抗,肠道菌群紊乱是因 2013年,我的同学费娜博士第一次轻轻触碰了这个问题: 费娜博士的发现-“胖菌”致胖 她从一个350斤的大胖子体内分离到一株阴沟肠杆菌,将这株菌接种无菌小鼠后,小鼠急剧肥胖,并出现了脂代谢异常和胰岛素抵抗的症状。这个大胖子经过6个月的饮食干预后,体内的阴沟肠杆菌比例从35%(正常的肠道菌群中是检测不出阴沟肠杆菌,或者含量极低)降到检测不出,身体的血脂异常,胰岛素抵抗等情况也得到很好改善。这是第一次将一株菌与胰岛素抵抗联系,并确证细菌能引发胰岛素抵抗。所以,我们知道了是肠道菌群的问题导致胰岛素抵抗,肠道菌群紊乱是因。 但是科学界的脚步没有停下,此后又有一系列研究进一步证实了一些必要的有益菌缺失或者条件致病菌升高的肠道菌群紊乱导致胰岛素抵抗。让人感到意外的是,除了内毒素途径以外,肠道菌群紊乱还会产生另外一些次级代谢产物如咪唑丙酸来引起胰岛素敏感性降低和糖耐量损伤。这以上的全球科学家延续了5,6年的工作都在不断地证明,肠道菌群紊乱是引起胰岛素敏感性降低和胰岛素抵抗,进而发展成2型糖尿病的原因。 查明原因,接下来的问题,就是如何改变在知道肠道菌群紊乱是2型糖尿病的元凶后,事情就变得非常简单明了了。我们接下来需要做的就成了: 1, 是什么导致了肠道菌群紊乱,恢复了肠道菌群健康稳态能帮助2型糖尿病恢复吗? 2, 哪些肠道菌群是恢复肠道菌群健康稳态的关键? 3, 怎么才能恢复肠道菌群健康稳态? 这几个问题决定肠道微生物科学能不能帮助2型糖尿病人获益。幸运的是,到现在为止,我的同行们已经初步回答了这些问题。请期待健菌兄《肠道菌群与2型糖尿病三》 无炎生物,致力于通过饮食干预,以肠道菌群为靶点,改善肥胖和2型糖尿病,可搜索同名公众号和我们联系 |
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