台灣突破性發現!吃對減肥菌,甩肉好簡單?

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2016/12/16 · 作者 / 陳俊辰 · 出處 / Web only
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台灣竹南國衛院實驗室的一隻實驗鼠,可能揭開輕鬆擺脫水桶腰的祕密。

誰想挺個大肚腩?腸子塞滿壞菌,可能害你甩不開肥肉,代謝症候群(糖尿病、三高等)、過敏、氣喘上身,甚至提高罹癌機率。反過來說,好菌增加能協助你打造好體質。調理腸道菌相,被認為是未來減重、防範慢性病的重要選項。

但什麼叫「好菌」?又怎麼定義「好菌相」?自然界仍把祕密鎖在盒子裡。

2016年年末,全球的腸道微生物研究很熱鬧,台灣,也佔了一席之地。11月底國家衛生研究院發表最新研究,刊登於頂尖期刊《自然》旗下《自然微生物學(Nature Microbiology)》,揭破了維持人體好菌相的部分謎底。

故事都在一隻實驗鼠身上,這隻小鼠以遺傳技術剔除雙特異性去磷酸酶-6(dusp6)基因,國衛院助研究員高承源團隊驚奇地發現,基因剔除鼠比正常小鼠吃下更多的高油脂食物,體重卻幾乎沒有增加。關鍵在於基因剔除鼠逆轉了高油脂飼料造成的腸道內菌相失衡,提高了擬桿菌門(Bacteroidetes)細菌的比例,並降低厚壁菌門(Firmicutes)細菌佔比。

(圖片來源:國衛院高承源博士實驗室提供)

腸道微生物群系(Microbiome)是一個互相消長的小生態系(ecosystem),大體來說,厚壁菌熱愛高油、高糖,如果連吃喝幾個星期沒節制,這類細菌會大量繁殖,快速分解脂肪、糖,使宿主吸收熱量的「效率」大大提高;且在分解的過程還會不停製造出「內毒素(endotoxin,包括毒性物質、細菌細胞壁的碎片等)」,從腸壁滲漏到血液,引發全身性的慢性發炎。團隊博士後研究員阮振維解釋,這種發生在肌肉、脂肪組織、肝臟等區域的炎症,會打亂宿主代謝能力,例如胰島素調節血糖的功能下降,長期下來將導致肥胖、三高等多種問題。

而瘦子菌相和胖子很不一樣,擬桿菌(喜愛纖維質)多、厚壁菌少。國衛院證實剔除dusp6基因後,小鼠在高脂飼料條件下還能維持瘦子的菌相。高承源指出,基因剔除鼠的腸道上皮細胞通透性降低,也就是腸壁緊密度增加,內毒素較難漏出,不過造成通透性下降的詳細機制仍不清楚。他也推測,因dusp6可能和腸壁細胞與免疫細胞間的聯繫有關,dusp6剔除後有可能營造出某種對有益宿主的細菌比較有利的免疫微環境。

更有趣的發現在後頭,高承源團隊將實驗鼠腸道內的糞便取出,用管灌餵進一批無菌鼠體內。無菌鼠被移植基因剔除鼠的腸道菌相後,和另一批餵進一般小鼠腸道菌的無菌鼠相比,餵食高油脂飼料後的體重增加幅度少約20%、體脂肪增加量也少了20%,飼料造成的脂肪肝症狀也明顯減輕,進一步證實基因剔除鼠的菌種組成方式可以抵抗高脂食物的影響,且轉移到別的個體身上仍能發揮部分功效。

(圖片來源:國衛院高承源博士實驗室提供)

這代表,基因剔除小鼠很可能成為一個平台,可以用來培養出一組確認有效的菌相,首先打破目前學界較難以重複產製「好菌相」的困境。另外,高承源透露,目前團隊正從中分離出幾種最有效的益菌,有機會製成益生菌產品。

他也指出,人體同樣有dusp6基因,不過顯然技術或倫理上都不易對人類做基因剔除,較可能成功的發展方向是找出好菌讓人服用,或開發能抑制dusp6基因產物的藥物。

高承源認為,前一種方式較佳,因為「隨便抑制基因可能引起未知後果」。他提醒,有一些研究指出在某些癌症(例如肺癌攝護腺癌胰臟癌等)中dusp6可能扮演抑癌基因的角色,「有一好,沒兩好。」他用俗諺比喻。

腸道細菌,全球大競賽

而比國衛院只約早一週,美國威斯康辛-麥迪遜大學發表在《分子細胞(Molecular Cell)》期刊的研究則是由反方向來看細菌和人的互動。國衛院觀察宿主如何影響腸道菌相,美方團隊則指出細菌會巧妙地以分泌化學物質來「遙控」宿主基因的開啟和關閉。

團隊比較西式飲食(飽和脂肪、糖多)和富含植物性碳水化合物(如纖維)的食物,前者催生一個比較單調、菌種豐富度差的菌相,但現今學界普遍認為,細菌愈多樣,對健康愈好。而纖維經腸道菌發酵產生的一組短鏈脂肪酸不但是細菌和腸道細胞溝通的化學訊號,促成兩方親密互動,連遠離腸子的肝、身體多處脂肪組織也都似乎在和細菌「交談」,趨向較健全的代謝型態。此研究為細菌如何調控人體代謝提出更深刻的解釋。

共同作者、細菌學教授雷伊(Federico Rey)以感性的口吻形容:「好食物會轉化成美麗複雜的微生物群。」他說:「當我們遠離植物性飲食,微生物和宿主間可能流失溝通機會。」

與美國幾乎同一時間,遠在南半球的澳洲團隊也在知名期刊《細胞代謝學(Cell Metabolism)》發表報告,這是一系列研究的收尾之作,這些研究共檢視25種含有不同比例蛋白質、碳水化合物和脂肪的飲食組合。簡單來說,研究者想回答的問題正是大眾的心聲:「到底我們可以靠吃什麼來長出好菌?」

實驗主持人、雪梨大學生命與環境科學學院副教授荷默斯(Andrew Holmes)明確點出問題:「很多飲食法宣稱可促進腸道健康,可是直到現在,還是很難在各類型飲食和它們對宿主菌相的影響間建立明確的因果關係。因為食物成分、飲食模式和遺傳等等都有影響,因素太複雜了。」

團隊發現,腸道菌種的最大營養需求是飲食裡碳、氮元素,換言之,蛋白質和碳水化合物的比例會強烈影響菌種豐富程度。研究人員指出,這是首次有證據建立一條食物如何控制菌相的通則,為將來更細膩調整食物內容打開了一扇門。

團隊表示,他們正依照一連串的實驗結果建立電腦模型,接下來應能快速測試數百種飲食組合,並且預測效果。

台、美、澳各方研究,正代表眾多腸道細菌研究的其中3個重要面向。三管齊下,如何借助腸道菌讓人更健康,祕密將逐漸明朗。

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