中国医学科学院北京协和医院肖新华教授团队在宫内发育环境影响子代代谢领域取得了新进展。研究结果表明，母代甜菜碱摄入可改善母体及子代糖脂代谢并对肠道菌群产生持续影响。该研究近日发表于Frontiers in Microbiology[1]。 研究背景 生命早期是预防代谢性疾病跨代传递的关键窗口[2]。流行病学研究表明，妊娠期肥胖和糖尿病会持续影响下一代的糖脂代谢状态[3,4]。肖新华团队前期研究也发现，在小鼠模型中，孕前期、孕期和哺乳期高脂饮食（HFD）引起母体和子代的糖脂代谢异常，并导致肠道菌群紊乱[5-7]。而孕期补充营养素则可改善围生期及子代结局[8-10]。 甜菜碱是一种天然生物碱，常见于小麦、贝类、枸杞等日常食物中[11]。大量临床和动物研究均已证实甜菜碱对代谢疾病的保护作用[12-14]。然而，生命早期甜菜碱干预是否可以改善HFD诱导的母体和子代的糖脂代谢异常以及肠道菌群紊乱尚不清楚。 研究目的及方法 构建母鼠孕前期（3周）、孕期（3周）和哺乳期（3周）甜菜碱（0.3%甜菜碱添加至HFD）摄入的跨代小鼠模型，子鼠在哺乳后给予正常饮食，考察母代及子代不同周龄（4周和20周）糖脂代谢状态，并对肠道菌进行16s rRNA测序。本研究旨在探讨母代甜菜碱摄入是否可改善HFD对自身及后代糖脂代谢异常的不利影响，并探讨肠道微生物在其中的作用。 研究结果 01 母代摄入甜菜碱显著改善母子代谢表型 研究发现，母代摄入甜菜碱可以显著降低HFD所带来的母代与子代小鼠体重和肝脏重量的增长（P均<0.05），且皮下脂肪含量也呈下降趋势。且OGTT和ITT实验发现，母代摄入甜菜碱后，可以改善HFD组母代和子代的糖耐量异常、胰岛素敏感性（图1）。
图1. 母代补充甜菜碱对自身及其子代代谢表型的影响
02
母代摄入甜菜碱持续影响子代肠道菌群
采用16s rRNA对肠道菌群进行测序，PCoA图显示，母代补充甜菜碱可以持续显著改变自身及其子代的肠道菌群组成。与HFD组相比，甜菜碱干预持续性升高母代、4周与20周龄小鼠中Romboutsia的相对丰度（P均<0.05，图2）。Romboutsia菌种能够利用葡萄糖并产生诸如异丁酸和乙酸等最终产物，从而有助于减轻体重。相关性分析进一步显示，在母代和20周龄子代中，Romboutsia丰度与血浆游离脂肪酸（FFA）水平呈显著负相关（P<0.05，图3）。因此，Romboutsia可能在甜菜碱发挥跨代代谢保护效应中起到重要作用。
图3. 母代及子代肠道菌群和代谢表型的相关性
总结
本研究证实孕前3周、孕期持续至哺乳期摄入甜菜碱显著改善HFD诱导的母鼠自身糖脂代谢异常，并且可以改善HFD诱导的子代糖脂代谢异常，表现出跨代代谢保护作用，Romboutsia的持续性改变可能是解释甜菜碱跨代代谢获益的潜在机制。
妊娠期和哺乳期是生命发育和生长过程的关键时期，对宫内发育环境及母代营养较为敏感。该研究从全新的肠道菌群视角，探讨这一时期母体营养改变对母体自身和子代糖脂代谢影响的机制，筛查与糖脂代谢改善相关的重要菌群，以发现糖尿病的发病新机制，为更早期的糖尿病防治提供重要的理论基础，并为糖尿病的治疗找寻新的靶点。这项研究的开展可丰富糖尿病基础研究的发展，同时在生命早期对相关靶点进行相应的干预，有望为生命早期预防和控制糖尿病带来新的突破。
参考文献
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（来源：《国际糖尿病》编辑部）
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