【微生物?菌群研究和产业化的因果命门在哪里？请细看这5900字】在发生胰岛素抵抗的人中，灭活的 Akk 菌能够在一定程度上改善高胰岛素血症和胰岛素敏感性，并且其上清液也具有一定的抗炎症作用【21,22】。灭活的 Akk 菌的益处可能来自于其外膜上的一种恒温蛋白，这种蛋白可以提高肠道屏障功能，并且对体重、脂肪葡萄糖代谢具有有益作用【23】。
普拉梭菌
在健康人体的肠道菌群中，普拉梭菌（ Faecalibacterium prausnitzii ）的占比超过 5% ，它具有产丁酸的能力，还能分泌一种微生物抗炎症分子（MAM），对大肠炎小鼠具有保护效果【24,25】。
另外，研究人员发现这种菌与 2 型糖尿病之间存在负相关。但是由于其难以在小鼠中定植，所以目前还没有动物实验的数据证明其在葡萄糖代谢中的具体作用。此外，这种细菌产丁酸的能力具有菌株特异性且在不同宿主中的表现不同。而且其对氧极度敏感，所以难以培养保存。这些因素均限制了该细菌的研究与应用【8,9,26】。
霍氏真杆菌
霍氏真杆菌（ Eubacterium hallii ）是另一种产丁酸的细菌，可以提高胰岛素敏感性并增强糖尿病小鼠中的能量消耗，这表明它可能在疾病中具有保护作用【17,27】。
乳杆菌
肠道微生物中的乳杆菌（ Lactobacillus ）也具有改善代谢的作用。罗伊氏乳杆菌（ L. reuteri ）通过色氨酸衍生代谢物和配体激活的转录因子芳香烃受体（AhR）实现微生物-宿主信号交流，从而改善高脂饮食小鼠中不依赖体重的葡萄糖耐受性和胰岛素敏感性【7】。
其它细菌
还有其它细菌可能对宿主代谢存在积极作用。比如，给肥胖或者高脂肪饮食小鼠服用狄氏副拟杆菌（ Parabacteroides distasonis ）可能会通过提高微生物衍生物琥珀酸和次级胆汁酸的含量，抑制体重的增加，并预防高血糖症和肝脂肪变性【28】。
又如 Prevotella copri 或可改善葡萄糖代谢，因为其产生的琥珀酸和随后肠道糖异生相关【29,30】。另外，有研究表明 Parabacteroides goldsteinii 可以缓解肥胖、炎症和胰岛素抵抗，并且还能提高脂肪褐变标志的表达【31】。
虽然这些菌株对代谢是有效果的，但是这些效果可能具有菌株依赖性，还可能需要其它微生物的支持，并且存在个体差异，因此在人体中的作用需要进一步验证。

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图 2. 有益细菌菌株及其作用机制

微生物代谢物：因果中的关键

肠道微生物可以产生众多的微生物代谢物，比如众所周知的短链脂肪酸（SCFAs）、胆汁酸和三甲胺 N-氧化物（TMAO），那么这些代谢物对宿主都有什么作用呢？
短链脂肪酸
短链脂肪酸是微生物发酵膳食纤维的产物，包括乙酸、丙酸和丁酸等。这些短链脂肪酸可以通过激活 G 蛋白偶联受体（GPCRs）、抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs）或者作为能量物质对宿主健康产生影响【24】。
丁酸可以通过调节肠上皮细胞的 IL-18 分泌，从而抑制调控 T 细胞和生成 IL-10 的细胞。此外某些丁酸还能作用于 GPR109A 或者 HDAC ，从而具有有抗炎作用【24】。
丁酸还可以激活在结肠细胞中的过氧化物酶增殖物激活受体 γ （PPARγ），从而诱导丁酸的 β-氧化消耗氧气，调控肠道氧含量【32】。除了丁酸，丙酸也可以激活 PPARγ 【33】。因此短链脂肪酸对维持无氧环境和抑制耐氧致病菌的大量生长有重要作用（图 3）。
胆汁酸
储存在胆囊中的胆汁酸由肝脏中的胆固醇产生。当人们进餐时，会分泌胆汁酸帮助吸收饮食中的脂质。初级胆汁酸经常与牛磺酸或者甘氨酸结合并且在回肠中会被再吸收。

微生物?菌群研究和产业化的因果命门在哪里？请细看这5900字( 二 )

微生物代谢物：因果中的关键