一 肠道微生物概述
• 细胞总量几乎是人体自身细胞的10 倍
• 编码的基因数量至少是人体自身基 因的100倍
一 肠道微生物概述
• 硬壁菌门:直肠真杆菌 • 拟杆菌门:多形拟杆菌 • 变形杆菌 • 古生菌:嗜温产甲烷菌
一 肠道微生物概述
目前硬壁菌门（Firmicute）基因测序尚未 完成,但有资料显示,直肠真杆菌(硬壁菌门)至 少含有44种与抗性淀粉降解酶有关的基因。 硬壁菌门可能与拟杆菌相似,即降解人体所不 能降解的多糖,为人体提供能量。
五 肠道微生物对宿主基因表达与don领导的小组通 过对无菌小鼠(GF)和肠道内定植正常菌 群的普通小鼠(COVN-R)的比较,研究肠 道菌群对宿主的代谢,特别是对脂肪存 储的影响。在给予相同的多糖丰富的食 物(57%碳水化合物,5%脂肪)的情况下 ,CONV-R小鼠与GF小鼠相比,身体脂肪 总量增加42%,而每天食物消耗却减少 29%。
五 肠道微生物对宿主基因表达与脂肪贮存 的影响 2 肠道微生物通过对转录因子的调控影响宿 主脂肪的合成和分解 固醇应答元件结合蛋白-1 (SREBP-1)与 碳水化合物应答元件结合蛋白(ChREBP)是 介导肝细胞对胰岛素和葡萄糖生脂应答的转 录因子。 Acc(乙酰CoA羧化酶基因)和Fas(脂肪酸 合酶基因)是SREBP-1与ChREBP的靶序列。 肠道微生物能通过某些机制增强SREBP-1与 ChREBP的表达,提高Acc和Fas的表达量,从 而大量合成乙酰CoA羧化酶和脂肪酸合酶， 促进脂肪酸的合成和脂肪贮存。
五 肠道微生物对宿主基因表达与脂肪贮存的影响
3 肠道微生物影响体内脂肪合成酶和分解酶的表达量和活性 脂肪代谢相关酶的产量不仅与接种肠道微生物与否有关,而且与 微生物区系的复杂程度相关。 qRT-PCR分析表明,常规饲养小鼠与无菌饲养小鼠相比,前者肝内 编码脂肪酸从头合成的两种关键酶(Acc、Fas)的mRNA水平以及肝中 甘油三酯的量都显著高于无菌 饲养小鼠。在无菌小鼠肠道内接种 产甲烷菌与拟杆菌门细菌后,与无菌小鼠相比,脂肪酸合成酶基因的 表达量增加(142±13)%,而在仅接种拟杆菌门细菌时,该酶只增加了 (61±9% )。 腺苷酸活化蛋白激酶AMPK(AMP-activated protein kinase)是 胞内的“能量传感器”,调节葡萄糖和脂代谢,也很可能参与抑制由 肠道微生物引起的肥胖。来自肠道微生物的信号能使宿主肝脏和骨 骼肌中AMPK活性降低,减弱了脂肪酸氧化和能量消耗,间接导致体脂 贮存。
肠道微生物多样性与能 量代谢调控及肥胖关系
要减肥的就一定主要看咯！！
陈娟 11应用生物教育B班
• 1 肠道微生物概述
• 2 肠道微生物与宿主间的相互关系 • 3 宿主基因型和遗传关系对肠道微生物多样 性的影响 • 4 肠道微生物对多糖发酵及宿主能量代谢的 影响 • 5 肠道微生物对宿主基因表达与脂肪贮存的 影响
肠道内微生物群落一旦形成后,在一定的时间内就 能保持相对稳定,但群落的形成并不是随机的,其多样 性除了受到宿主食物来源与种类、肠道运动以及肠 道内微生物之间关系的影响外,宿主基因型和宿主间 的遗传关系也是重要的因素之一。
四 肠道微生物对多糖发酵及宿主能量代谢的 影响
食物中不能被宿主消化酶降解的多糖是肠道 微生物主要的可利用物质,在肠道内被降解成单 糖和短链脂肪酸(SC-FA),然后被宿主吸收利用, 参与肝脏内甘油三酯的合成,影响宿主体脂的贮 存和能量代谢。
很明显GF小鼠的脂肪细胞比正常定植肠道微生物的小鼠和移植了肠道 微生物后的小鼠的脂肪细胞要肥大。
七 展望
肠道微生物区系能从多个方面参与宿主能量代谢的调 控,是一种可引起宿主肥胖的具有遗传特性的环境因子。但 目前对于肠道微生物与宿主在能量代谢网络中具体的信息 交流机制还需进一步探索。由于个体间肠道微生物生态 学特征差异明显,这增加了建立和完善由肠道微生物与宿 主组成的超有机体体内的信号转导网络的难度。如果能 建立一套能快速预测个体肠道微生物群落特征的模型,或 者筛选出代谢网络中具有预测能力的生理指标或某些蛋 白质标记物,就能及时了解肠道内微生物群落结构的变化 情况,并采取相应的预防和治疗肥胖的措施。
四 肠道微生物对多糖发酵及宿主能量代谢的 影响
微生物组能编码一些在人类自身进化过程中 没有必要出现的参与多糖分解的酶,促进多糖的 分解吸收,调控宿主的能量代谢。 当食物中的多糖来源减少时,肠道微生物对 宿主消化道粘液内内源多糖的利用能有效地补 偿宿主的能量需要。 此外,微生物群落组成结构的差异影响肠道 微生物养分分解模式,肠道内高比例 Firmicute/Bacteroidete构成的微生物区系能更 有效地摄取食物中的热量和促进宿主体内脂肪 的贮存。
二 肠道微生物与宿主间的相互关系
• 互惠共生 • 宿主为微生物提供稳定的富营养的生存环境并有选择地让 某些微生物定植 • 某些微生物及其代谢产物能影响宿主黏膜免疫系统的发育、 血管发生、肠道上皮的修复更新及肠道功能的维持、并还 能影响宿主基因的表达,参与宿主脂类代谢调控。
三 宿主基因型和遗传关系对肠道微生物多 样性的影响
一 肠道微生物概述
拟杆菌门（Bacteroidete）以多形拟杆菌为代 表,能降解一大类人体不能被消化的植物多糖(如 纤维素、半纤维素、果胶、抗性淀粉等)。人体 肠道几乎不含多糖消化酶,而多形拟杆菌能编码 64种多糖降解相关的酶,从而降解多糖,为宿主提 供额外的能量。
一 肠道微生物概述
在多糖代谢链中,古生菌是最后的微生物环 节。微生物降解多糖为短链脂肪酸,二氧化碳和 氢气。“嗜温产甲烷菌” (Methanobrevibacter)通过产生甲烷来降低氢气 的分压,有利于维持厌氧的环境,并因此增加了 微生物的发酵效率。
五 肠道微生物对宿主基因表达与脂肪贮存的
影响
• 1 肠道微生物区系统调控宿主Fiaf基因表达与甘油 三酯合成 • 2 肠道微生物通过对转录因子的调控影响宿主脂 肪的合成和分解 • 3 肠道微生物影响体内脂肪合成酶和分解酶的表 达量和活性
五 肠道微生物对宿主基因表达与脂肪贮存 的影响
1 肠道微生物区系调控宿主Fiaf基因表达与甘油三酯 合成： 微生物发酵产生的短链脂肪酸被肠道上皮细胞 吸收经循环系统进入肝脏，刺激肝脏中脂肪代谢相 关的酶，在肝脏中合成甘油三酯，后者通过脂蛋白 脂肪酶(LPL, lipoprotein lipase)的介导作用,从肝脏 进入循环系统,进而被脂肪细胞吸收。 而肠上皮细胞可以产生一种能抑制LPL活性的因 子---Fiaf因子，使得抑制或减少甘油三酯在脂肪细胞 的沉积。 肠道菌群能够调控Fiaf因子的表达，对Fiaf表达 的抑制,或者Fiaf基因的缺失突变都能导致肠道上皮 细胞中Fiaf表达量的降低,减弱Fiaf对LPL活性的抑制, 促进甘油三酯在脂肪细胞中的贮存。
温馨提示
肠胃保养饮食须知
• .早餐忌吃过多的蛋白质、脂肪类、肉类，因属酸性 食物易致白天精神不佳 • 早上不宜喝咖啡，易导致骨质流失，骨质疏松 • 多吃纤维、蔬果、少油、少盐、少调味的食物 • 肠胃道之保健在饮食习惯上要配合的：餐与餐之间 不间隔过久或一次吃太饱、 • 每天一杯酸奶