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2025年3月15日,西湖大学陶亮、郑钜圣、蒋增良联合中山大学陈裕明在Nature Metabolism上在线发表了题为“Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control”的研究文章,通过一项大型中国纵向队列研究中揭示了血清中微生物芳香族氨基酸代谢物与体脂积累之间的关系,表明人类肠道微生物芳香族氨基酸和相关代谢物通过肠道免疫控制预防肥胖。(麦特绘谱提供Q300全定量代谢组学检测服务)
研究思路
4HPAA:4-羟基苯乙酸;3HPP、4HPP:4HPAA结构类似物
1. 队列研究
从广州营养与健康研究(GNHS)队列中筛选出839名参与者,收集血清、粪便样本以及多项生理指标数据。对血清微生物代谢物与身体各部位脂肪百分比进行关联分析,探寻与肥胖相关的微生物代谢物。
2. 动物模型
建立高脂饮食(HFD)诱导的肥胖小鼠模型,将小鼠分为正常饮食组、HFD组、HFD+4HPAA组、HFD+3HPP组、HFD+4HPP组、HFD+酪醇组。通过口服给予不同的代谢物,观察小鼠体重、脂肪积累、代谢特征等变化。同时进行脂肪组织和肝脏的组织学分析,评估代谢物对脂肪细胞和肝脏的影响。
3. 机制研究
运用转录组学分析技术,研究4HPAA处理后小鼠肠道组织的基因表达变化,确定相关信号通路的改变。利用免疫缺陷小鼠模型,分析不同免疫细胞在4HPAA预防肥胖过程中的作用,深入探究肠道微生物代谢物预防肥胖的内在机制。
研究结果
1. 肠道微生物代谢产物,特别是与胆汁酸和芳香族氨基酸代谢途径相关的分子,在体脂积累中发挥着重要作用。其中,4HPAA是一种关键的负相关性代谢产物,其水平与体脂百分比和血脂参数均呈负相关。
2. 在高脂饮食诱导的肥胖小鼠模型中,给予4HPAA的高脂饮食小鼠体重增长低于未处理的高脂饮食小鼠,且接近于正常饮食小鼠。同时,4HPAA处理的高脂饮食小鼠的体脂百分比也显著降低。此外,与4HPAA结构相关的代谢产物4HPP、3HPP在小鼠中具有相似的降脂效果。
3. 组织学分析显示,4HPAA、3HPP和4HPP不仅能有效抑制高脂饮食小鼠的脂肪积累,还能改善其肝脂肪变性情况,并降低血清中的总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平。
4. 转录组分析表明4HPAA可通过抑制脂质代谢途径和增强B细胞介导的免疫反应,减轻HFD喂养小鼠的肠道慢性炎症和上皮损伤,从而预防肥胖。
5. 通过免疫缺陷小鼠模型研究发现,T细胞和B细胞并非4HPAA预防肥胖的关键细胞,而先天淋巴细胞(ILCs)与4HPAA存在拮抗作用,共同调节体重增加。
研究结论
本研究揭示了肠道微生物衍生的芳香族氨基酸及其代谢物具有显著的抗肥胖功效,通过调节肠道免疫反应和体内平衡,抑制脂质吸收,从而预防肥胖。研究还指出,肠道黏膜是这些代谢物发挥作用的重要靶点,为肥胖及相关代谢疾病的预防和治疗提供了新的潜在方向。
参考文献
Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control. Nature Metabolism. 2024
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Q300全定量技术持续助力
郑钜圣团队大队列人群研究连发十四篇精彩成果
在生命科学研究领域,大队列人群研究对于深入了解人类健康与疾病机制至关重要。西湖大学郑钜圣研究团队近年来在心血管疾病、慢性失眠、2型糖尿病(T2D)、非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)、衰老等多个与人体健康密切相关的领域发表了多篇精彩成果。Q300全定量技术能够同时对300多种功能性小分子代谢物的绝对浓度进行高通量定量检测,覆盖了氨基酸、有机酸、脂肪酸、糖类、胆汁酸等丰富的代谢物类群,助力多组学联合分析,揭示肠道微生物群、代谢物与人体健康和疾病之间的复杂关联。
1. Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control. Nature Metabolism. 2025. (IF=19.2, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务)
2. Genetic mapping of serum metabolome to chronic diseases among Han Chinese. Cell Genomics. 2025. (IF=11.1, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
3. Mapping the gut microbial structural variations in healthy aging within the Chinese population. Cell Reports. 2024. (IF=7.5, 麦特绘谱提供胆汁酸定量检测服务)
4. Erythrocyte very-long chain saturated fatty acids, gut microbiota-bile acid axis andincident coronary heart disease in adults: A prospective cohort study. The Journal of Nutrition. 2024. (IF=3.7, 麦特绘谱提供胆汁酸定量检测服务)
5. Mapping multi-omics characteristics related to short-term PM2.5 trajectory and their impact on type 2 diabetes in middle-aged and elderly adults in Southern China. Journal of Hazardous Materials. 2024. (IF=12.2, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
6. Gut microbiome features and metabolites in non-alcoholic fatty liver disease among community-dwelling middle-aged and older adults. BMC Medicine. 2024. (IF=7, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
7. Comparison of fecal and blood metabolome reveals inconsistent associations of the gut microbiota with cardiometabolic diseases. Nature Communications. 2023. (IF=17.694, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
8. The gut microbiota-bile acid axis links the positive association between chronic insomnia and cardiometabolic diseases. Nature Communications. 2022. (IF=17.694, 麦特绘谱提供胆汁酸定量检测服务;点此查阅详细解读)
9. Human Gut Antibiotic Resistome and Progression of Diabetes. Advanced Science. 2022. (IF=16.806, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
10. Mapping the human gut mycobiome in middle-aged and elderly adults: multiomics insights and implications for host metabolic health. Gut. 2022. (IF=31.793, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
11. Gut microbiota, inflammation, and molecular signatures of host response to infection. Journal of Genetics and Genomics. 2021. (IF=4.275, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务)
12. Multi-omics analyses reveal relationships among dairy consumption, gut microbiota and cardiometabolic health. EBioMedicine. 2021. (IF=8.143,麦特绘谱提供Q300全定量检测服务)
13. Interpretable Machine Learning Framework Reveals Robust Gut Microbiome Features Associated With Type 2 Diabetes. Diabetes Care. 2020. (IF=16.019, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)
14. Dietary fruit and vegetable intake, gut microbiota, and type 2 diabetes: results from two large human cohort studies. BMC Medicine. 2020. (IF=6.782, 麦特绘谱提供Q300全定量检测服务;点此查阅详细解读)