研究發現腸道菌群有助于動物在寒冷條件下維持核心體溫

　　腸道微生物組已被證實對人類和動物的生理健康存在多種影響。近日，中國科學院遺傳與發育生物學研究所John Speakman研究團隊揭示了腸道菌群在低溫條件下對動物的體溫調節過程起到的重要作用。

　　眾所周知，棕色脂肪組織是一種功能特化為產熱的組織，低溫時動物通過激活棕色脂肪組織和促進白色脂肪棕色化的方式增加產熱，以維持體溫。為探討腸道菌群在棕色脂肪激活過程中的作用，團隊科研人員利用不同的抗生素配方處理小鼠以清除小鼠的腸道菌群，發現缺失腸道菌群的小鼠體溫調控機制受到破壞，該結果在無菌小鼠中也得到了證實。具體而言，他們發現腸道菌群的缺失減弱了棕色脂肪組織中UCP-1蛋白表達量的增加，降低了白色脂肪組織的棕色化水平。

　　產生這種作用的原因可能是，寒冷條件下，動物為了維持體溫需要更多的熱量，而腸道菌群被破壞后，動物不能消化足夠數量的食物，以滿足寒冷條件下的熱量需求，而其對棕色脂肪組織的影響可能也是一個次生效應。此外，該研究還證實，在腸道菌群受到抗生素破壞后，采用灌胃的方式補充細菌代謝產物丁酸鹽，可以部分恢復小鼠的產熱能力，緩解抗生素的損傷作用，這表明腸道微生物在冷暴露誘導產熱的過程中起到重要的信號傳導作用。

　　近年來，腸道微生物組研究持續快速發展，該研究加強了對腸道微生物的生理學和健康意義的了解。該研究雖然是在小鼠模型中進行的，對人類是否具有借鑒意義也需謹慎對待，但對人類健康研究仍具有重要啟示。例如，老年人在寒冷環境下體溫調控機制會出現很多問題，因而更容易發生高熱。而人類微生物組是會隨年齡發生變化的，這是否也與老年人的體溫調節機制損傷有關？通過改變微生物組的變化能否對老年人起到保護作用？這些都是值得期待并需要更進一步探討的方向。

　　該研究于3月5日以Microbiota Depletion Impairs Thermogenesis of Brown Adipose Tissue and Browning of White Adipose Tissue 為題發表在Cell Reports（DOI:10.1016/j.celrep.2019.02.015）上，Speakman組畢業的博士生李保國、李立，在讀博士生李敏以及稅光厚組工作人員Sin Man Lam為該論文共同第一作者，Speakman為通訊作者。該項工作得到中科院先導項目和國家自然科學基金的支持。

圖：腸道菌群的破壞不利于小鼠在寒冷環境下的產熱防御機制，菌群代謝產物丁酸鹽在其中有重要作用