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这几年，肠道微生物成为了奇点糕这里的“常客”，每隔些日子就要被拉出来说一说，但也不是奇点糕非要这样，实在是它们太神通广大了，从方方面面影响我们的健康。 是的，今天还是肠道微生物的主场，这一次，我们要说说它是如何影响昼夜节律，调节代谢和肥胖的。 图片来源：pexel.com 在今天的《科学》杂志上，美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员在他们的研究中发现，食物代谢、脂质吸收的昼夜节律竟然是由肠道微生物来设定的！肠道微生物的失调或是昼夜节律被打破，代谢也会随之受到影响。不但如此，他们还揭示了其中的表观遗传学机制[1]。 一般来说，我们都会觉得，应该是肠道微生物对食物的代谢遵循基因设定的昼夜节律，但这一次，情况刚好反过来了。 代谢过程相关基因表达的节律是如何产生的？其中的关键点在于染色质的组蛋白修饰[2,3]。而研究人员进行的小鼠实验表明，在普通小鼠的小肠上皮细胞中，两个组蛋白乙酰化标志物和小鼠表现出同步的昼夜节律。而在无菌小鼠中，虽然两个标志物的水平也有高低波动，但昼夜节律的幅度降低，且峰值不像普通小鼠一样固定。 普通小鼠（CV）和无菌小鼠（GF）两个标志物的昼夜节律 在正常的昼夜节律中，与代谢过程相关基因的表达，像营养物质运输和脂质代谢，都在组蛋白乙酰化峰值附近达到峰值，表达水平的起伏振荡也与昼夜节律相吻合。 由此可见，肠道微生物驱动了小肠中组蛋白乙酰化与昼夜节律的同步变化，并且可能调节代谢过程。 接下来，研究人员探究了肠道微生物是如何驱动组蛋白乙酰化的节律的。他们找到了一个名为组蛋白脱乙酰基酶3（HDAC3）的蛋白质，没有这个酶，小鼠就算狂吃高脂食品也不会变胖。这说明，HDAC3可能是肠道微生物驱动组蛋白乙酰化节律的关键分子。 光听HDAC3这个名字，也能猜到它大概是如何工作的，对，它能够从组蛋白中把乙酰基剥下来。为什么要剥下来呢？因为在细胞中，组蛋白就像一个绕线器，DNA在它上面缠绕，给组蛋白加上乙酰基，或者减少乙酰基，能够调节DNA缠绕的紧密程度，过紧的DNA缠绕很难去开启基因的表达。 图片来源：pixabay.com 在普通小鼠中，组蛋白的乙酰化和脱乙酰化在一天中有规律的循环，而无菌小鼠中这种规律就不那么明显。 抑制了小肠上皮细胞的HDAC3表达后，研究人员发现，几个具有昼夜节律的营养成分运输蛋白的基因，包括运输酪氨酸、肌醇和核黄素的基因，它们表达也受到了抑制，这些成分在血清中浓度变化的节律也不明显了。 除了这几种营养成分，脂质代谢相关的基因也在缺少HDAC3的小鼠中表现出了紊乱的昼夜节律。在这些基因中有17个的表达增加，它们普遍参与脂质的生物合成和脂肪酸的β-氧化，还有18个基因表达减少，其中有一个Cd36基因，它编码脂肪酸转运蛋白，促进小肠上皮细胞吸收脂质。所以，小肠上皮细胞中缺少HDAC3的小鼠才会怎么喂高脂饮食都胖不起来。 研究到这里还没有结束，HDAC3是通过谁来开启Cd36，促进脂质吸收的呢？研究人员对Cd36这个基因进行了研究，他们发现，HDAC3是直接调节Cd36表达的，不通过组蛋白乙酰化这条路。 |
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