基因组所揭示肠段黏膜微生物变化与肥胖指数显著相关

近日，中国农业科学院深圳农业基因组研究所联合北京畜牧兽医研究所以长期高脂高胆固醇饮食诱导的小型猪为模型，揭示了肠道黏膜相关菌群在肥胖发生过程中的作用机制。相关研究成果发表在美国微生物协会(ASM)旗下的国际知名学术期刊《微生物学谱（Microbiology Spectrum）》（IF=9.043）上。

尽管有研究表明，肠道菌群可通过调节肠道内炎症或者免疫应答等代谢产物的生成影响肥胖发生，但这些结论主要通过粪便中的菌群研究获得，肠道黏膜菌群调控肥胖形成的机制仍未被阐明。哺乳动物胃肠道内微生物群落沿纵向（从肠道近端至远端）和径向（从肠道黏膜至管腔）分别呈现明显差异分布，肠道黏膜微生物在组成上与粪便微生物显著不同，但因为取样困难等原因，很少有研究关注肠道黏膜层上的微生物群落。

本研究选择与人类生理结构更相近的猪为动物模型，经64个月高脂高胆固醇饲喂后，高脂组猪与正常饮食组猪相比，高脂组猪体重显著上升，内脏器官（如心脏、肝脏和脾脏）脂质沉积，血脂以及促炎因子显著升高，表现出明显的肥胖症。

研究采集高脂组和正常饮食组猪6个肠段（包括十二指肠、空肠、回肠、盲肠、结肠和直肠）黏膜内容物，通过扩增子测序和差异菌群分析发现高脂组猪在不同肠段内黏膜微生物多样性下降，且有益菌丰度显著下降而有害菌丰度显著升高，尤其是大肠段黏膜微生物中与产乳酸代谢物相关菌（如Lactobacillus johnsonii和Lactobacillus fermentum）明显下降。通过相关分析发现高脂组猪不同肠段内黏膜微生物变化与肥胖相关指数显著相关。

为深入阐明菌群-肠道-肥胖之间的关系，本研究又对6个肠段组织开展转录组测序，分析发现肠道组织中与脂质代谢和免疫反应相关通路显著上调。这些结果进一步揭示高脂组猪肠道黏膜相关菌群失调可能通过调节系统炎症反应加剧肥胖发生。

小型猪与人类生理、病理、组织器官等方面相似性高，是理想的大动物医学模型，长期高脂高胆固醇饮食诱导能更好的模拟人类肥胖症发生过程。本研究为肥胖及代谢相关疾病的发生和治疗提供了新的理论基础和防治依据。

基因组所博士后徐松松，博士王楠和助理研究员黄雷为该文章的第一作者，牧医所侯绍华副研究员和基因组所李奎教授为通讯作者。

该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目资助。