《自然》子课题:微生物研究所刘宏伟/刘双江团队揭示肠道菌群保护心血管健康的新机制

来源：中国生物技术网2022-10-27 09:36

本研究揭示了肠道微生物失衡，尤其是支链氨基酸代谢异常在心血管疾病发生发展中的关键作用，证明了靶向调节肠道菌群微生态在心血管疾病治疗中的重要潜力，为临床治疗提供了新的思路。

心脏病(CVD)是对人类健康的严重威胁，每年在全球范围内导致超过1700万人死亡。动脉粥样硬化是心血管疾病病理变化的基础，其发病机制复杂，缺乏针对性的治疗药物和手段。人类肠道微生物组研究发现，肠道菌群在CVD中起着关键作用，各种肠道微生物的代谢产物表现出抗或促AS作用。

微生物研究所的刘宏伟/刘双江团队发现，一种真菌活性分子可以显著改善小鼠的动脉粥样硬化症状。对肠道菌群的进一步分析发现，口服这种分子后，肠道核心细菌粪拟杆菌的丰度增加了420倍。通过分析来自中国的动脉粥样硬化队列和来自欧洲的CVD队列，研究人员发现粪类杆菌的丰度与CVD疾病呈负相关。ApoE-/-动脉粥样硬化小鼠在植入人粪类杆菌菌株后，可以显著缓解动脉粥样硬化的症状。进一步的靶向代谢组学分析表明，粪拟杆菌定植后，小鼠粪便中支链短链脂肪酸水平显著升高，粪便和血液中支链氨基酸水平显著降低。血液支链氨基酸的增加已被证明与胰岛素抵抗、脂肪肝和心血管疾病的发生发展密切相关。基因组分析和体外发酵实验证实，粪拟杆菌具有将支链氨基酸降解为支链短链脂肪酸的能力。敲除粪拟杆菌支链氨基酸分解的关键基因porA后，粪拟杆菌的抗动脉粥样硬化作用消失。研究证实，粪拟杆菌通过促进肠道支链氨基酸的分解代谢，降低血液支链氨基酸浓度，改善胰岛素抵抗，抑制动脉斑块中巨噬细胞mTORC1信号通路的激活，从而发挥抗动脉粥样硬化的作用。

长期高脂饮食和高脂饮食可通过不同的病理机制诱发动脉粥样硬化。发现粪拟杆菌对高脂诱导的胰岛素抵抗肥胖引起的动脉粥样硬化比高胆固醇饮食引起的动脉粥样硬化模型有更好的改善作用。进一步分析CVD队列发现，CVD患者血液中支链氨基酸水平明显高于健康人，肠道菌群中porA基因丰度明显低于健康人。本研究揭示了肠道微生物失衡，尤其是支链氨基酸代谢异常在心血管疾病发生发展中的关键作用，证明了靶向调节肠道菌群微生态在心血管疾病治疗中的重要潜力，为临床治疗提供了新的思路。

相关研究成果已在线发表在国际权威期刊《自然代谢》上，题为《肠道拟杆菌通过加强支链氨基酸分解代谢保护心血管免受损伤》。与此同时，《自然新陈代谢》发表了赫伯特蒂尔格教授的特别评论《新闻观点》,题为《肠道细菌解决动脉粥样硬化》。

图一。粪拟杆菌改善动脉粥样硬化的机制

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