大多数成年人体内的脂肪主要由储存多余热量的白色脂肪细胞构成，但婴儿出生时带有棕色和米色脂肪，这些脂肪会燃烧能量以产生热量。随着年龄增长，棕色脂肪水平下降，但科学家长期以来一直寻求改变这一状况，寻找将白色脂肪细胞转化为消耗热量的米色脂肪的方法，以期治疗肥胖和糖尿病等代谢疾病。
如今，日本庆应大学、博德研究所和希望之城的研究人员发现，低蛋白饮食搭配恰当的肠道细菌混合物能在小鼠中实现这种转化。他们发表于《自然》杂志的新研究显示，当四种细菌菌株感知到小鼠肠道中蛋白质含量较低时，会产生分子信号，促使白色脂肪细胞呈现出棕色脂肪的特征，从而变得更像米色脂肪。
“这项工作强调了肠道微生物组如何积极解读我们所摄入的食物，并将其转化为身体做出反应的信号。”研究共同资深作者、博德研究所核心成员、哈佛医学院Kurt J. Isselbacher医学教授、马萨诸塞总医院计算与整合生物学中心主任及分子生物学系核心成员Ramnik Xavier博士表示。
科学家提醒，这些发现不应直接应用于人类。他们研究的饮食蛋白质含量低于人类推荐摄入量，且先前直接将特定细菌菌株作为益生菌给予人体的尝试大多未成功。研究团队认为，更好地了解这些细菌的作用机制，未来或许能让研究人员开发出模拟其效果的药物。
“未来，我们可能通过药物直接作用于微生物群激活的相同分子通路来调节棕色脂肪。”共同资深作者、庆应大学医学院教授兼希望之城（美国癌症研究与治疗机构）访问学者Kenya Honda博士说道。
搜寻细菌
研究始于Honda团队观察到，仅摄入7%蛋白质饮食的小鼠米色脂肪水平升高，但该饮食对无菌小鼠的脂肪没有影响。
“这向我们表明，在低蛋白条件下，肠道微生物组中存在某种关键因素负责将白色脂肪转化为米色脂肪。”共同第一作者、庆应大学与希望之城的田上武博士说。
为确定可能涉及的细菌，研究人员招募了25名健康成年人，并扫描了他们体内活跃的米色脂肪；只有4人检测到可检测的水平（Honda也对自己进行了检测，失望地发现自己不在那四人之列）。
团队从这四名带有米色脂肪的志愿者体内分离出肠道细菌，并将其移植到喂食低蛋白饮食的无菌小鼠体内。接受其中两人细菌的小鼠开始将白色脂肪转化为米色脂肪。通过逐一移除小鼠体内的菌株，研究人员精确定位了四种对该转化至关重要的菌株，且这四种菌株在两个人类供体之间共有：Adlercreutzia equolifaciens、一种Eubacteriaceae菌种、Bilophila sp.以及Romboutsia timonensis。
同时接受这四种菌株和低蛋白饮食的小鼠，其米色脂肪增加，葡萄糖耐量改善，体重增长减少，胆固醇水平降低。
连接细菌与棕色脂肪
在与博德研究所Xavier团队的协作中，研究人员聚焦于每种细菌菌株产生的分子。他们发现，在低蛋白条件下，这些细菌会改变肠道胆汁酸。改变的胆汁酸通过血液到达脂肪组织，激活干细胞转化为米色脂肪。
同时，其中两种细菌在感知蛋白质短缺时开始产生氨。氨进入肝脏，触发FGF21激素的产生，从而增加脂肪组织的神经连接。
当研究团队阻断修饰后的胆汁酸或该激素时，小鼠在食用低蛋白饮食后不再产生棕色脂肪，表明这两条通路都不可或缺。
“这些发现告诉我们，微生物组在微调诸如身体储存脂肪等方面极为重要。”Xavier表示，“这开启了一个机会，让我们思考微生物、代谢物与代谢疾病之间的相互作用，理解其机制，并可能将其转化为改善代谢健康的干预措施。”
庆应大学的研究人员目前正在致力于了解细菌最初是如何感知低蛋白条件的，以及针对胆汁酸修饰或FGF21激素的药物是否能在人类中影响米色脂肪水平。
参考文献：
Tanoue T, Nagayama M, Roochana AJA, et al. Microbiota-mediated induction of beige adipocytes in response to dietary cues. Nature. 2026. doi:10.1038/s41586-026-10205-3
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