编译：微科盟郝恬，编辑：微科盟茗溪、江舜尧。
导读
论文ID
原名：Gutmicrobiotaanditsmetabolites:Bridgeofdietarynutrientsandobesity-relateddiseases
期刊：CriticalReviewsinFoodScienceandNutrition
IF：11.208
通讯作者：马曦；ChaodongWu
通讯作者单位：中国农业大学动物科学技术学院；美国德州农工大学营养与食品科学系
DOI号：10.1080/10408398.2021.1986466
综述目录
1前言
3膳食诱导肥胖中肠道菌群的可能机制
3.1脑-肠轴
3.2肠-肝轴
3.3肠-脂肪轴
3.4肠-肌肉轴
4调节菌群控制肥胖
4.1益生菌
4.2植物提取物
4.3运动
4.4FMT
5未来发展趋势
主要内容
图1人类和小鼠中关于肥胖的肠道菌群的研究。许多研究把肥胖的人（或小鼠）和正常体重的人（或小鼠）的微生物组成进行了比较，表明一些细菌的丰度被上调（右侧）或下调（左侧）。
有些微生物似乎可以促进或抑制肥胖的发展。微生物移植不仅影响了受体菌群的组成，还传递了供体的一些特征，如过度脂肪沉积、体重增加等。因此，以膳食营养素为底物的微生物产生的某些代谢物可能会通过脑-肠轴、肠-肝轴、肠-胰岛轴、肠-脂肪轴、肠-肌肉轴、肠-睾丸轴或其他途径影响机体代谢(图2)。微生物代谢产物是饮食(微生物群)与肥胖之间的桥梁，在肥胖的发展过程中具有重要的价值。根据以往的文献，微生物代谢物可能是表征或控制肥胖的更好的靶点。
此外，准确高效的特定代谢物的产生和下游传递可能为肥胖抑制提供新的思路和精确的靶点。我们主要对近年来微生物代谢产物在食欲、糖脂代谢、能量代谢等方面的作用机制进行综述，为肥胖的预防和缓解提供更多的思路。
3.1肠-脑轴
表1受膳食调控的SCFAs产生菌及其功能。
图3SCFAs和BAs在食物摄入和饱腹感中的作用机制。SCFAs可以与ECs的GPR41/43结合，然后调节胃肠道激素释放进入体循环。次级BAs在肠道中产生，与FXR和TGR5结合，调节GLP-1的分泌。肠道激素信号是由传入神经纤维介导的，如迷走神经，它将信息从肠道投射到孤束核(NTS)。来自NTS的信息被转移到下丘脑。γ-氨基丁酸(GABA)是中枢神经系统(CNS)的主要抑制性神经递质。调节能量代谢的神经肽主要有两种类型：NPY和AgRP，即促进食欲神经肽，它促进动物的食物摄入和能量消耗；抗食欲神经肽POMC和CART。
此外，有研究证实TGR5可以增加肠道L细胞中GLP-1的分泌，而FXR似乎对GLP-1信号传导有相反的作用。FXR激动剂fexaramine稳定肠道屏障并调节参与脂质代谢的肝脏基因，以减少小鼠酒精诱导的肝病。从甜酒曲中分离出来的LactobacillusmaliAPS1，不仅可以调节肠-脑轴以增加能量消耗并抑制食欲，还可以通过肠-肝轴改善肝脏脂肪变性。同时，APS1诱导的丁酸生成可能触发SIRT1/PGC1以限制脂肪酸的积累。以上研究直接或间接地表明，肠-肝轴的潜在临床应用有必要进行持续的研究，并寻找更多新的治疗靶点，以寻求有效的长期体重管理方案。
图4微生物产物在葡萄糖代谢中的作用机制。SCFAs产生的GLP-1和PYY促进胰岛素分泌，抑制胰高血糖素。丙酸和丁酸通过肠脑神经回路和环磷酸腺苷(cAMP)调节IGN基因的表达，进而影响IGN。细胞内Ca2+激活下游信号通路中的谷氨酰胺转胺酶(TGase)，介导胰岛β细胞中的Rab蛋白家族(Rab3a和Rab27a)，从而促进胰岛素和5-HT胞吐。当细胞外5-HT达到一定浓度时，胰岛素的分泌受到5-HT1AR对细胞膜的负反馈调节。5-HT还通过增加葡萄糖6-磷酸酶（G6Pase)和果糖-1,6-二磷酸(FBPase)的活性来促进肝脏糖异生(LGN)。5-HT还通过用5-HT2AR激活果糖激酶6-磷酸酶(PEK)来影响糖酵解过程。BAs可激活FXR，促进肠成纤维细胞生长因子19(FGF-19)的产生。同时，其他研究发现，FGF-19可以通过CREB去磷酸化来抑制LGN。血浆中的FGF-19可以通过激活Ras/ERK途径促进糖原合成激酶的磷酸化，增强糖原合成酶(GS)活性，从而增加肝脏中的糖原合成。
图5微生物群产物在脂质代谢中的作用机制。吲哚，肠道中膳食色氨酸发酵代谢产物。白色脂肪组织(WAT)中通过增加的miR-181造成吲哚的减少，从而引起肥胖。给肥胖小鼠注射吲哚可抑制脂质积累。琥珀酸，另一种微生物代谢物，也通过促进产热抑制肥胖。此外，Akkermansiamuciniphila已被选为益生菌，但其产品的效果尚不清楚。
图6肠道菌群介导的肠-肌肉轴。肠道菌群可通过调节PPARs和IGF-1的分泌来调节线粒体功能，增强肌力。从运动员体内分离出的SCFAs和一些微生物可以调节血清乳酸、肝糖原和肌糖原的储存，从而提高肌肉力量和耐力表现。
表2植物提取物抑制高脂饮食诱导的肥胖小鼠体重增加。
迄今为止，FMT的研究大多来自小鼠。另一个关键问题是，来自捐赠者的有害细菌也可以被移植到接受者体内，给患者带来有害影响。因此，特异性抑制肥胖的细菌移植是否能在避免有害细菌向受者传播的同时达到控制肥胖的效果尚不清楚。一个有趣的结果表明，将粪便从瘦鼠转移到高脂饮食诱导的肥胖小鼠，小鼠体重增加更多，并不像预期的体重减轻。我们推测，可能存在一种未知的补偿效应，可能推翻通过FMT治疗肥胖的基本原理。因此，在对微生物功能和FMT缺乏全面认识的情况下，有必要谨慎地将FMT应用于临床实践。因此，供体菌群的选择和保存、安全性评价、剂量、饮食调节和许多其他问题必须进行全面的评估，FMT可以成为控制人类肥胖的有效工具。令人鼓舞的是，随着洗涤菌群移植和选择性菌群移植的出现，我们相信FMT在临床应用中将更加有效和安全。
未来发展趋势
复杂的生物因素(微生物群;遗传学;生物钟等)、生活环境(饮食环境、工作场所、食品市场、全球变暖等)和社会因素(政策、经济体制、饮食文化)都对肥胖产生影响。俗话说，一方水土养一方人(细菌)。那么肥胖的这些因素是否可以归因于对微生物群的影响，也就是说微生物是否可以作为其他因素引起的肥胖的靶物质(桥梁)。也许在不久的将来，我们会惊讶地看到微生物的更多功能被用于人类研究。
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