新的小鼠研究表明，肠道微生物组在早期生命中对胰岛素生成细胞的发育起着至关重要的作用，并对代谢和糖尿病风险产生长期影响。
该研究显示，引入某些肠道微生物可能潜在地减少1型糖尿病的风险，甚至通过促进胰腺组织的生长和修复来恢复成年后的代谢功能。
这些发现发表在《科学》杂志上。
关键窗口期
研究人员发现，出生后不久接受广谱抗生素处理的小鼠经历了长期的代谢问题。如果在早期生命的关键10天内给予抗生素，小鼠会生成较少的β细胞——即胰腺中调节血糖的胰岛素生成细胞。成年后，这些小鼠的血糖水平较高，产生的胰岛素也较少。
“这对我来说非常震惊，甚至有些可怕，”犹他大学健康学院病理学教授、该研究的资深作者之一June Round博士说。“这表明在这个非常短暂的早期发育期间，微生物群的重要性。”
通过测试多种影响不同类型微生物的抗生素，研究人员确定了几种特定的微生物，这些微生物增加了胰岛素生成组织的数量和血液中的胰岛素水平。有趣的是，其中一种代谢促进微生物是一种名为念珠菌属的都柏林念珠菌（Candida dubliniensis）的未被充分研究的真菌，这种真菌在健康的成年人中并不常见，但在婴儿中可能更普遍。
至关重要的是，早期生活中的都柏林念珠菌暴露也显著降低了有风险的雄性小鼠患1型糖尿病的风险。当遗传上易患1型糖尿病的雄性小鼠在婴儿期被一种代谢“中性”的微生物定植时，它们90%的时间都会患上这种疾病。而被这种真菌定植的同伴患病率不到15%。
研究人员还发现，都柏林念珠菌暴露甚至可以帮助受损的胰腺恢复。当研究人员将这种真菌引入到胰岛素生成细胞已被杀死的成年小鼠体内时，胰岛素生成细胞再生，代谢功能得到改善。研究人员强调，这种情况极为罕见：这类细胞通常在成年后不会生长。
“未来的一个可能性是，也许像这样的信号不仅可以用作预防措施，还可以用作治疗手段，以帮助成年后的健康，”该研究的第一作者Jennifer Hill博士说，她在犹他大学Round实验室作为博士后科学家领导了这项研究。Hill现在是科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学系的助理教授。
如果在小鼠身上看到的好处在人类身上也能成立，那么来自微生物的分子最终可能有助于恢复糖尿病患者的胰腺功能。但Hill警告说，历史上在小鼠中帮助β细胞再生的治疗方法并未导致人类健康的改善。
免疫系统增强
都柏林念珠菌似乎通过其对免疫系统的影响来支持胰岛素生成细胞。先前的研究表明，胰腺中的免疫细胞可以促进其胰岛素生成邻居的发育。研究人员发现，没有微生物组的小鼠在胰腺中的免疫细胞较少，成年后的代谢功能较差。
当这些小鼠在早期生活中接受都柏林念珠菌的增强剂时，他们的胰腺免疫细胞和代谢功能恢复正常。而且都柏林念珠菌只能在具有巨噬细胞的小鼠中促进胰岛素生成细胞的生长，这表明这种真菌通过影响免疫系统来促进代谢健康。
研究人员强调，可能还有其他微生物具有与都柏林念珠菌相似的益处。他们的新发现可能为理解其他类似微生物的健康信号如何发挥作用提供了一个切入点。“我们对微生物组如何影响早期生命健康知之甚少，”Hill说。“但我们发现这些早期信号确实影响早期发育，然后在此基础上，对代谢健康产生长期影响。”
Round补充说，了解微生物组如何影响代谢可能会导致基于微生物的治疗方法来预防1型糖尿病。“我希望最终会发生的是，我们将识别出这些重要的微生物，”她说，“并能够将其给予婴儿，从而可能完全防止这种疾病的发生。”
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