饮食、微生物与代谢适应
白色脂肪组织储存能量，而棕色和米色脂肪通过产热作用消耗能量。在某些环境条件下，白色脂肪可以转变为米色脂肪，这一过程称为褐变。这种转变会增加能量消耗，可能影响代谢健康并有助于体重管理。
此前已有研究表明，低蛋白饮食能刺激这一褐变过程，然而，当前研究显示，这种代谢转变在很大程度上依赖于微生物组，并确定了负责将饮食信号传递给宿主的微生物通路。
其中一条微生物通路涉及肠道细菌修饰胆汁酸，胆汁酸是调节代谢的重要分子。这些被微生物修饰的胆汁酸会激活脂肪祖细胞中的FXR受体，促进米色脂肪细胞的发育。第二条通路涉及微生物氮代谢，特定细菌产生的氨会进入肝脏，刺激代谢激素FGF21的产生，进而驱动脂肪褐变。这些信号共同促进交感神经系统活动，最终触发脂肪组织的响应。
识别负责的微生物
为了锁定涉及的微生物，该国际研究团队使用了由Bio2Q开发的悉生小鼠模型和微生物培养方法。通过从小鼠和人类中分离细菌菌株，研究人员能够识别出在低蛋白喂养期间触发褐变反应所需的最小微生物联合体。
使用人类微生物群样本时，研究发现褐变反应需要两组细菌协同工作：四株产氨菌株和五株胆汁酸修饰菌株。这些功能共同产生所需的信号，以诱导脂肪燃烧程序。
当无菌小鼠接受这些细菌联合体并被置于低蛋白饮食后，它们表现出米色脂肪形成增加、产热基因表达升高、葡萄糖代谢改善以及循环脂质减少。
饮食感知的微生物框架
这些发现表明，肠道微生物作为饮食与宿主生理之间重要且活跃的界面，调节营养可利用性的变化，并将这种变化转化为激素和代谢信号。
由于驱动这种代谢结果需要多种微生物，只要它们携带驱动反应所需的关键功能活性，这些发现表明，微生物代谢而非特定细菌种类的存在，可能是塑造饮食-微生物组整体相互作用的关键因素。理解这些关系有助于研究人员设计改善代谢健康或增强饮食干预效果的微生物疗法。
关于WPI-Bio2Q
庆应义塾大学人类生物学-微生物组-量子研究中心（WPI-Bio2Q）是一个国际研究中心，专注于理解微生物群落如何与人类生物学相互作用。通过整合微生物学、免疫学、系统生物学和计算科学，Bio2Q的研究人员研究微生物组如何塑造代谢、免疫和疾病，旨在将这些发现转化为新的诊断和治疗方法。
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