8月29日，来自MRC伦敦医学科学和帝国理工学院的Filipe Cabreiro和来自德国基尔大学的Christoph Kaleta的研究小组发表的研究表明，饮食可通过其作用改变2型糖尿病药物的有效性肠道细菌。

存在于我们胃肠道中的细菌，被称为肠道微生物组，产生许多能够影响健康和疾病的分子。已知肠道微生物组的功能受饮食和药物如药物二甲双胍的调节，药物二甲双胍用于治疗2型糖尿病并且已经显示延长了几种生物的寿命。然而，理解饮食，药物和肠道微生物组之间复杂的多向关系是一个相当大的挑战。“解开这种相互作用网络至关重要，因为二甲双胍的具体作用机制尚不清楚，”Filipe Cabreiro说。

一种新的筛选技术

Cabreiro和他的团队开发了一种创新的四向高通量筛选技术，以更好地了解饮食，药物和肠道微生物组合如何相互作用以影响宿主生理。他们使用线虫蠕虫C. elegans定殖人肠道细菌大肠杆菌作为简化的宿主 - 微生物组模型，并在数百种不同的营养化合物存在下将其暴露于二甲双胍。

他们发现，二甲双胍治疗改变了秀丽隐杆线虫宿主的代谢和寿命，这些影响可以通过特定营养素增强或抑制。至关重要的是，据透露，肠道细菌在调解这种现象方面发挥了关键作用。

饮食和肠道细菌的重要性解释了为什么二甲双胍以前被证明对另一种常被研究的有机体果蝇的寿命没有影响。合作这项研究的HelenaCochemé说：“事实证明，果蝇的典型实验室食物含有丰富的糖分。除去糖后，我们也看到了二甲双胍对大肠杆菌定殖的果蝇的正面影响。”

细菌营养信号传导是微生物 - 宿主 - 药物相互作用的中心调节剂

进一步的分析表明，细菌具有复杂的机制，使他们能够协调营养和二甲双胍信号，并相应地重新连接自己的新陈代谢。由于这种适应，细菌积累了一种叫做胍丁胺的代谢物，这被证明是二甲双胍对宿主健康的积极作用所必需的。

人类怎么样？

Cabreiro与来自基尔大学的Christoph Kaleta合作，研究在线虫中发现的结果是否也可以在更复杂的人类微生物群中观察到。他们分析了与大型2型糖尿病患者和健康对照组的微生物组，营养和药物状态相关的数据。“有趣的是，我们发现二甲双胍治疗与细菌胍丁胺生产能力增强密切相关，”Kaleta说。重要的是，他们可以在欧洲的几个独立的2型糖尿病患者队列中重现他们的发现。此外，发现作为胍丁胺主要生产者的细菌物种是已知在二甲双胍处理的2型糖尿病患者的肠道微生物组中增加的那些。

二甲双胍治疗的意义

“我们的结果揭示了饮食，微生物群和宿主之间复杂的相互作用网络如何影响药物的功效，”卡布雷罗说。“通过我们的高通量筛选方法，我们现在终于拥有了一个工具，可以让我们解决这种复杂问题。” 这项研究的结果可能有助于告知饮食指南或开发可用于增强二甲双胍有益作用的基因工程细菌。他们还可以提供有价值的证据，证明二甲双胍治疗的2型糖尿病患者比非糖尿病患者更健康，寿命更长。

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材料由MRC伦敦医学科学院提供。