對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，過(guò)去一年因新冠病毒大流行而與往年大不相同。實(shí)驗(yàn)室被關(guān)閉，科研人員和學(xué)生不得不改變研究模式。全球腸道健康研究資助基金（Global Grants for Gut Health）的專家小組表示，盡管新冠病毒大流行給全球科研共同體帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)，但仍收到了大量杰出的研究計(jì)劃。自2018年起，Nature Portfolio與日本養(yǎng)樂(lè)多（Yakult）共同創(chuàng)立了該項(xiàng)目，以促進(jìn)人體微生物組研究，并公開(kāi)向全球科學(xué)家征集各種相關(guān)科研方案。

Guido Hooiveld教授致力于探索小腸微生物組如何影響人們進(jìn)食相同的食物時(shí)不同的血糖應(yīng)答，研究將得到全球腸道健康研究資助基金的資助。來(lái)源：shutterstock/Alpha Tauri 3D Graphics

專家小組主席、丹麥技術(shù)大學(xué)國(guó)家食品研究所（DTU Food）教授Tine Rask Licht介紹說(shuō)：“這次我們聚焦小腸微生物組的應(yīng)用研究。由于小腸微生物組的取樣難度較大，因此學(xué)界對(duì)其理解不如對(duì)結(jié)腸及糞便微生物組深入?！?/p>

她表示，作為2020年全球腸道健康研究資助基金的三位得主之一，荷蘭瓦格寧根大學(xué)營(yíng)養(yǎng)學(xué)、代謝和基因組學(xué)助理教授Guido Hooiveld提交的概念驗(yàn)證研究方案相當(dāng)精彩，且具原創(chuàng)性。Hooiveld教授在此分享了他對(duì)于人體小腸微生物組如何影響不同個(gè)體血糖應(yīng)答的研究計(jì)劃，研究結(jié)果將有助于提供預(yù)防代謝性疾病的新策略。

Guido Hooiveld教授 來(lái)源：Wageningen University and Research

是什么啟發(fā)您從事腸道微生物組研究？

我對(duì)分子營(yíng)養(yǎng)學(xué)有著濃厚的興趣。我接受過(guò)分子生物學(xué)和生物化學(xué)方面的訓(xùn)練，最初專注于膳食脂肪以及機(jī)體對(duì)于膳食脂肪吸收的調(diào)節(jié)。幾年前，DNA測(cè)序技術(shù)將我們帶入了微生物組研究的全新領(lǐng)域。

我特別好奇的是，健康人群和代謝疾病患者之間腸道微生物組的差異，以及這些差異是否與身體處理食物的差異相關(guān)，比如在進(jìn)食后營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)如何被吸收、如何直接代謝。這些過(guò)程在健康人群和糖尿病患者之間有很大的不同。很明顯，腸道中的不同微生物組和飲食后的不同反應(yīng)有關(guān)，甚至就連同一個(gè)人，也會(huì)因?yàn)閭€(gè)別食物產(chǎn)生不同的反應(yīng)。

為什么要聚焦血糖調(diào)節(jié)？

血糖應(yīng)答調(diào)節(jié)異常，與糖尿病等代謝性疾病的患病風(fēng)險(xiǎn)升高有關(guān)。以色列Eran Segal教授研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表的一篇論文提到，在預(yù)測(cè)個(gè)體對(duì)不同食物類型的餐后葡萄糖應(yīng)答時(shí)，如果能在計(jì)算機(jī)模型中納入其糞便微生物組的詳細(xì)信息，可以大幅提高預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率。以往的預(yù)測(cè)只基于個(gè)體的飲食、BMI等，準(zhǔn)確率只有30%-35%左右。這清楚地表明，腸道微生物組正以某種方式影響著個(gè)體水平的血糖應(yīng)答。

研究團(tuán)隊(duì)還表明，不同的人攝入兩種含有相同碳水化合物的食物，比如面包和蛋糕，那么其中有些人在吃完面包后，血糖會(huì)很高，但吃完蛋糕后不會(huì)，反之亦然。即使他們吃的是一樣的食物，也沒(méi)有兩個(gè)人的反應(yīng)是相同的。這也是我們?cè)谌梭w研究中觀察到的現(xiàn)象，引發(fā)了我們?nèi)ヌ剿鞅澈蟮脑颉?/p>

糖尿病患者尤其需要關(guān)注葡萄糖的攝入量和血糖變化。來(lái)源：shutterstock/nobeastsofierce

研究小腸微生物組有何意義？

小腸微生物組目前還沒(méi)有得到充分探索，主要原因是它們?cè)谌梭w內(nèi)很難獲取到。迄今為止，大多數(shù)微生物組研究都是基于糞便樣本，但這些樣本都只是取自腸道的一端，因此展現(xiàn)的研究并不完整。

我們知道，人們對(duì)不同的食物會(huì)產(chǎn)生不同的應(yīng)答，葡萄糖應(yīng)答因個(gè)體飲食而異。由于小腸是腸道中吸收營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（包括葡萄糖）的區(qū)域，因此這很可能與小腸微生物組有關(guān)，而臨床前研究確實(shí)表明了這一點(diǎn)。

我的研究項(xiàng)目將聚焦小腸微生物組在人類血糖調(diào)節(jié)中的作用，以及這種作用在個(gè)體之間和個(gè)體內(nèi)部如何因飲食攝入不同而有所差異。

小腸微生物組的組成復(fù)雜多變，是由哪些因素導(dǎo)致？

背后的原因很多。站在微生物的角度來(lái)看，微生物的生長(zhǎng)依賴于基質(zhì)，即很大程度取決于所處環(huán)境、個(gè)體飲食。

同時(shí)，小腸的環(huán)境本身也非常多變：根據(jù)個(gè)體不同的消化速度，食物從中通過(guò)，小腸會(huì)擴(kuò)張和收縮。其他成分，如消化酶或膽汁酸，可能是有害的，并損害某些細(xì)菌的生長(zhǎng)。

這些過(guò)程都決定了哪些微生物能夠茁壯成長(zhǎng)，但我們對(duì)血糖調(diào)節(jié)和小腸微生物了解甚少。一些研究表明，葡萄糖和結(jié)腸微生物組之間存在關(guān)聯(lián)，動(dòng)物研究則發(fā)現(xiàn)脂肪吸收受到小腸微生物組的操控。但是，當(dāng)涉及到碳水化合物吸收和血糖調(diào)節(jié)的關(guān)系時(shí)，就打開(kāi)了新的研究領(lǐng)域。

研究計(jì)劃打算如何實(shí)行？

我們將篩選70名受試者——他們需要對(duì)幾種碳水化合物含量相同的標(biāo)準(zhǔn)化食品有著截然不同的反應(yīng)。基于之前的工作和公開(kāi)發(fā)表的研究，我們知道哪些食品可以產(chǎn)生如此不同的反應(yīng)，并希望確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可重復(fù)性。用于實(shí)驗(yàn)的食物可能是面包、蛋糕、餅干，只要所含碳水化合物含量相同就行了。我們需要的是每名受試者對(duì)兩種食物能夠產(chǎn)生不同的反應(yīng)，這樣才能確定驅(qū)動(dòng)各種葡萄糖應(yīng)答的原因。

我們會(huì)對(duì)受試者進(jìn)行分組，在他們進(jìn)食每種食品之前幾分鐘和進(jìn)食幾小時(shí)后，使用導(dǎo)管從他們的小腸中采集多個(gè)樣本。我們將不間斷地測(cè)定受試者體內(nèi)微生物組的組成、用于實(shí)驗(yàn)的食物中碳水化合物的含量、受試者的葡萄糖應(yīng)答，并反復(fù)操作多次，以檢查可重復(fù)性。

我們將根據(jù)他們對(duì)每種食物的應(yīng)答，研究每個(gè)人的小腸微生物組成分是否存在差異，以及這與個(gè)體的血糖水平有何關(guān)聯(lián)。這將為闡明小腸微生物組的作用提供關(guān)鍵線索。這是一個(gè)小型的概念驗(yàn)證研究，如果有效，希望將來(lái)能夠進(jìn)一步擴(kuò)展研究。

小腸微生物組可能如何影響宿主的反應(yīng)？

血糖應(yīng)答之所以有差異，可能是因?yàn)槟承┬∧c細(xì)菌代謝不同碳水化合物來(lái)源的能力不同，也可能是因?yàn)椴煌募?xì)菌對(duì)宿主的反應(yīng)有不同的影響。

為了探索這一點(diǎn)，我們將使用人體腸道細(xì)胞培養(yǎng)模型，將其暴露在通過(guò)導(dǎo)管從小腸內(nèi)獲得的樣本中，借此了解這些樣本對(duì)宿主細(xì)胞中的葡萄糖攝入和代謝標(biāo)志物有何影響。

您希望從本項(xiàng)目中得出哪些推論？

這個(gè)項(xiàng)目旨在收集關(guān)于研究不足的微生物生態(tài)系統(tǒng)的寶貴數(shù)據(jù)，并增進(jìn)我們對(duì)于驅(qū)動(dòng)不同葡萄糖應(yīng)答背后因素的理解。

我們希望驗(yàn)證小腸微生物組在腸道-宿主反應(yīng)的作用，并提供具體證據(jù)證明飲食會(huì)驅(qū)動(dòng)小腸微生物組成分的變化，進(jìn)而影響整體健康。

我們也希望找到新的微生物靶點(diǎn)，以改善血糖調(diào)節(jié)，并提供更好的、循證的飲食建議。社會(huì)上流傳著許多錯(cuò)誤的營(yíng)養(yǎng)信息，因此必須嚴(yán)格以科學(xué)為基礎(chǔ)提出建議，這一點(diǎn)至關(guān)重要。

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