Cell子刊：预防和治疗肥胖的新策略

来源：生物世界 2025-05-18 10:27

该研究表明，乙酰化纤维素通过肠道共生菌消耗宿主可获取的碳水化合物来抑制宿主的体重增加。这一发现突显了乙酰化纤维素作为一种益生元的潜力，为肥胖症的预防和治疗策略带来了希望。

肥胖已成为一个全球性的健康危机，影响着超过 6 亿人，且与 2 型、心疾病和癌症等严重并发症有关。尽管生活方式的改变对于控制肥胖症备受重视，但由于难以坚持，这些措施往往难以取得理想效果。

虽然减肥手术和 GLP-1 受体激动剂等减肥药物也是治疗肥胖症的常用推荐疗法，但其高昂的费用限制了许多患者的可及性。因此，迫切需要制定高效且易于实施的策略来有效预防和治疗肥胖。尽管目前的策略主要侧重于直接调控人体的新陈代谢，但通过调控肠道微生物群来限制营养物质的可用性，也是一种有前景的方法。

2025 年 5 月 16 日，日本理化研究所的研究人员在 Cell 子刊Cell Metabolism上发表了题为：Acetylated cellulose suppresses body mass gain through gut commensals consuming host-accessible carbohydrates的研究论文。

该研究表明，乙酰化纤维素通过肠道共生菌消耗宿主可获取的碳水化合物来抑制宿主的体重增加。这一发现突显了乙酰化纤维素作为一种益生元的潜力，为肥胖症的预防和治疗策略带来了希望。

许多研究都强调了肠道微生物群在代谢主要营养物质方面的作用及其对包括心血管代谢疾病在内的人类疾病的影响。肠道微生物群在人体内占总能量供应的 2.5%-5%，在小鼠体内约占能量消耗的 8%。这些发现，连同一项针对微生物群定向饮食影响的人体试验，表明肠道微生物群的生物量、组成和代谢会影响宿主的代谢功能。此外，人类宏基因组研究显示，肠道微生物对多糖的降解增加了营养物质的可用性，并加速了肥胖的发生。宿主可获取的糖类与肠道微生物的碳水化合物代谢有关，并与胰岛素抵抗相关联。这些研究表明，通过调控肠道微生物群及其功能，可以调节宿主碳水化合物的可用性和代谢。

益生元被定义为 一种可被宿主微生物选择性利用并带来健康益处的底物 ，易于获取且便于融入日常生活。例如，可发酵膳食纤维会被特定的肠道细菌代谢，增加短链脂肪酸（SCFA），并为宿主代谢提供多种益处。然而，膳食纤维对短链脂肪酸生成和代谢健康的影响在很大程度上取决于肠道内原有的菌群；个体间的差异限制了益生元在更广泛人群中的功效。在这方面，短链脂肪酸的施用可能为调节肠道微生物群和宿主代谢提供一种直接且高效的方法。虽然一些研究在动物模型中发现短链脂肪酸水平升高与肥胖有关，但也有大量研究证明口服短链脂肪酸可改善代谢。然而，这些研究主要关注短链脂肪酸的全身吸收及其对宿主器官和组织的直接影响，往往忽略了它们对肠道微生物群的影响。

值得注意的是，乙酸盐这种主要的短链脂肪酸在被输送到远端结肠时，已被证明能改善人体的多项代谢指标，这表明其与肠道微生物群的相互作用十分重要。乙酸盐不仅是细菌的代谢产物，也是某些细菌的底物。例如，乙酸盐与葡萄糖一起被大肠杆菌消耗。因此，有必要探究乙酸盐在远端肠道如何影响肠道细菌和宿主的代谢过程。

在之前的一项研究中，该团队利用能有效将乙酸盐输送到远端肠道的乙酰化纤维素（AceCel），揭示了乙酸盐在调节球蛋白 A（IgA）与细菌相互作用方面的作用。乙酰化纤维素（AceCel）是一种经过化学修饰的纤维素，通过在其分子链上引入乙酰基团改变其理化性质，这种修饰不仅增强了纤维素的稳定性和可加工性，还赋予其独特的生物学功能。

在这项最新研究中，研究团队进一步探究了 AceCel 对宿主和细菌代谢的影响。

研究团队发现，乙酰化纤维素（AceCel）能够显著改变肠道细菌的组成和功能，可减少野生型和肥胖小鼠的体重增加。AceCel 以微生物群依赖的方式限制宿主肝脏中的碳水化合物氧化，并促进脂肪酸氧化。

研究团队进一步证明，乙酸盐能增强肠道共生菌多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）对碳水化合物的发酵作用，从而减少喂食乙酰化纤维素（AceCel）的小鼠肠道中宿主可获取的单糖。也就是说，AceCel 释放的乙酸盐被肠道共生菌多形拟杆菌所利用，加速对单糖的消耗，从而减少了宿主可获取的单糖，减少了其能量摄入。

该研究的核心发现：

乙酰化纤维素（AceCel）可减少野生型和肥胖小鼠的体重增加； AceCel 限制宿主碳水化合物氧化并促进脂肪酸利用； AceCel 以微生物群依赖的方式减少肠道单糖和体重增加； 乙酸盐促进肠道多形拟杆菌对碳水化合物的发酵。

总的来说，这些发现突显了乙酰化纤维素（AceCel）作为一种益生元的潜力，它能调节细菌和宿主的碳水化合物代谢，为肥胖症的预防和治疗策略带来了希望。

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