Cell子刊 | 肠道微生物组学分析揭示运动对糖尿病预防的功效（国人作品）

推荐：江舜尧

编译：小鹿同学

编辑：小菌菌

香港大学徐爱民教授、Michael Andrew Tse、Gianni Panagiotou等人于2019年11月27日在生物学顶级期刊Cell Metabolism发表题目为《Gut Microbiome Fermentation Determines the Efficacy of Exercise for Diabetes Prevention》的文章，该研究对糖尿病前期患者运动干预后的肠道菌群进行宏基因组学和代谢组学分析，发现运动引起的肠道菌群变化与其葡萄糖稳态和胰岛素敏感性的改善密切相关，这为预防和治疗糖尿病而制定个性化生活方式干预具有重要作用！

图解摘要 | 作者鉴定了肠道菌群作为糖尿病前期患者对运动产生响应的一个重要决定因素，其可以提高患者的葡萄糖代谢能力和胰岛素敏感性。这些发现可能有助于实施个性化的生活方式干预措施以预防糖尿病。

文章要点：

1. 糖尿病前期患者对运动的血糖响应存在显著差异；

2. 响应者和未响应者表现出肠道菌群的差异性变化；

3. 来自响应者的肠道菌群赋予了小鼠运动的代谢益处；

4. 基线微生物组特征可以准确预测个性化运动响应。

文章摘要：

运动是控制糖尿病的一个有效策略，但受到运动抵抗现象（即缺乏运动或运动对代谢健康产生不良反应）的限制。在本文中，作者对39名未接受过药物治疗的糖尿病前期男性患者进行研究发现，运动引起患者体内肠道菌群的变化与其体内葡萄糖稳态和胰岛素敏感性的改善紧密相关。响应者（患者通过运动可以改善其体内葡萄糖稳态和胰岛素敏感性）的微生物组展现出增强的短链脂肪酸（SCFAs）合成能力及支链氨基酸（BCAAs）的代谢能力，而未响应者（患者通过运动其体内葡萄糖稳态和胰岛素敏感性未观察到变化）的微生物组特征在于代谢有害化合物的产物增加。研究者将来自响应者的粪便微生物转移至肥胖小鼠体内，模拟运动对其肠道菌群的改变，从而缓解肥胖小鼠的胰岛素耐受性。此外，一个整合了基线微生物特征的机器学习算法可以准确地预测另外30名受试者对运动产生的个性化血糖响应。这些发现提高了针对肠道菌群来实现锻炼益处最大化的可能性。

文中重要图片说明：

图1 | 不同患者在改善胰岛素敏感性方面存在显著差异。

图2 | 运动促进响应者和未响应者的肠道菌群产生不同变化。

图3 | 运动引起的微生物种类变化与体重和肥胖无关的临床指标改善密切相关。

图4 |运动促进响应者和非响应者肠道菌群和微生物代谢产物产生明显的功能转变。

图5 | 人类粪便微生物群移植到小鼠体内，以模拟运动对葡萄糖稳态和胰岛素敏感性的影响。

图6 | 补充支链氨基酸（BCAAs）会减弱响应者微生物群的代谢益处，而补充短链脂肪酸（SCFAs）则能部分恢复非响应者微生物群对胰岛素敏感性的影响。

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