门静脉富集的代谢物是胰岛素抵抗肠道微生物组的中间体调节剂

分享一篇发表在Cell Metabolism上的文章，标题为“Portal vein-enriched metabolites as intermediate regulators of the gut microbiome in insulin resistance”，通讯作者是来自哈佛大学医学院的Ronald Kahn教授，他长期致力于糖尿病、胰岛素信号传导和代谢性疾病的研究并作出了卓越的贡献。

饮食和肥胖导致胰岛素抵抗和二型糖尿病，其中一部分发病机制与肠道微生物组相关，因此抗生素治疗能改善胰岛素抵抗和葡萄糖耐受相关的疾病表型。肠道微生物代谢物通过门静脉进入肝脏，基于此，作者对高脂饮食（high-fat diet, HFD）和抗生素处理小鼠的门静脉代谢物和外周血代谢物进行研究，以期发现肠道来源的代谢物在这一过程中发挥的作用。

作者收集了四种条件饲养（正常饮食、HFD、HFD+万古霉素、HFD+甲硝唑）的小鼠的门静脉血和外周血（心脏血），并进行LC-MS分析，结果显示，有111种代谢物在门静脉中富集，有47种在外周血中富集。除脂质、胆汁酸以及来自细菌的代谢物外，作者发现，几种与TCA循环相关的代谢物，包括乌头酸、中康酸和2-羟基戊二酸在门静脉中富集。HFD喂养的小鼠门静脉和外周血富集的代谢物种类都有所下降，但TCA循环相关的代谢物并没有变化，表明它们来源于肠道微生物或肠道，而非食物。随后作者用两种抗生素对小鼠进行处理，发现两种抗生素都显著影响了小鼠的肠道微生物组以及门静脉代谢物的丰度。宏基因组分析也证实这几种代谢物相关的微生物基因和肠道基因有所上调，表明微生物和肠道可能都有贡献。通过对胰岛素抵抗敏感性不同的小鼠肠道菌群进行研究，作者对代谢有益和有害的相关菌群进行了鉴定。