腸道共生菌會在寒冷的環境中調節體內的能量平衡

論文：Chevalier C, Stojanović O, Colin D J, et al. Gut Microbiota Orchestrates Energy Homeostasis during Cold. Cell, 2015, 163(6): 1360-1374.

報告者：費暘                時間：13:10~14:00, Mar. 2, 2016

講評老師：蔡佩珍 老師       地點：Room 601

摘要：

哺乳類動物的白色脂肪組織，在正常的環境情況下，會幫助機體儲存能量，充當一個重要的能量平衡調節的作用。而當機體在寒冷的環境中的時候，有一些棕色的脂肪組織會出現在白色脂肪組織的下皮層，這個過程就叫做白色脂肪組織的棕化。這個過程會增加胰島素的敏感性，並且會增加靜態能量的消耗，而幫助機體抵禦寒冷的環境。之前已經有研究顯示，腸道共生菌群會通過影響能量平衡去影響身體的新陳代謝。於是，作者就假設腸道共生菌群也許會在寒冷的環境中，通過影響身體能量消耗的過程而幫助機體抵禦寒冷的環境。首先，作者證明了，在寒冷的環境中，身體內腸道共生菌群的組成成分的確會受到很大的影響，作者把這些在寒冷環境中會大量存在的細菌，稱作為寒冷細菌。為了測試這些寒冷細菌的重要性，作者把這些寒冷細菌轉植到無菌的老鼠體內，然後發現，這些細菌會造成小老鼠體內胰島素的敏感性升高，並且會提高機體白色脂肪組織的對於葡萄糖的攝取并增加能量的消耗，從而來抵禦寒冷的環境。接著，作者發現，這些被轉植了寒冷細菌的小老鼠會造成腸道長度的增加和腸道表面吸收面積的增大。為了解釋這些寒冷的細菌造成的腸道表現的改變，作者收集了這些小老鼠的空腸末端的細菌，去做深入的基因組的分析。然後，作者發現，這些被寒冷環境轉植後，可以增加一些抗腸道細胞凋亡和腸道細胞重生的基因。作者還發現，在這些寒冷細菌中，有一種細菌叫做Akkermansia muciniphila，它會在寒冷的環境中在腸道體內大量減少，而正是這種細菌的減少，造成了腸道在寒冷環境中這些表現型的改變。總之，作者證明了，寒冷細菌會幫助機體去抵禦寒冷，通過使白色脂肪組織棕化，減少細胞凋亡，增加能量消耗。

參考資料：

1.       Guerra, C., Navarro, P., Valverde, A.M., Arribas, M., Bru¨ ning, J., Kozak, L.P., Kahn, C.R., and Benito, M. (2001). Brown adipose tissue-specific insulin receptor knockout shows diabetic phenotype without insulin resistance. J. Clin. Invest. 108: 1205–1213.

2.       Murphy, K.G., and Bloom, S.R. (2006). Gut hormones and the regulation of energy homeostasis. Nature 444: 854–859.