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　　內(nèi)蒙古錫林郭勒大草原的冬天，干旱、寒冷、多風(fēng)，平均溫度可以達到零下20℃，極端低溫可達零下42℃。不少動物都會選擇冬眠來度過這樣的冬天。但一種只有巴掌大的小型嚙齒動物——布氏田鼠，不僅不肯冬眠，還發(fā)展出了一系列對抗低溫的生理機制。
　　中國科學(xué)院動物研究所王德華課題組，多年來一直探究布氏田鼠的生理適應(yīng)調(diào)節(jié)機制。近來他們發(fā)現(xiàn)，這種小動物不僅依靠穴居抱團、囤糧養(yǎng)膘來對抗嚴寒，就連肚子里的腸道微生物，也作出了重要貢獻。日前，他們在《國際微生物生態(tài)學(xué)會會刊》上發(fā)表的一篇論文，揭示了腸道菌群在布氏田鼠體溫調(diào)節(jié)和代謝產(chǎn)熱過程中發(fā)揮的作用。
　　腸道菌群介導(dǎo)低溫適應(yīng)
　　研究人員發(fā)現(xiàn)，在4℃左右的空調(diào)房里待過4周后，布氏田鼠除了出現(xiàn)體重下降、攝食量增加、產(chǎn)熱能力增強等常規(guī)反應(yīng)外，它們腸道菌群的組成和比例也發(fā)生了改變。
　　“這是意料之中的?！闭撐耐ㄓ嵶髡?、中科院動物所研究員王德華告訴《中國科學(xué)報》，“很多科學(xué)家已經(jīng)證實，低溫環(huán)境會改變小鼠腸道菌群，同時這種改變與小鼠的能量代謝表型，如體重、攝食量、褐色脂肪組織線粒體解偶聯(lián)蛋白1的表達等，密切相關(guān)?！?br/>　　研究人員顯然不滿足于此，接著，他們給一些田鼠飼喂抗生素，部分消除它們自身攜帶的腸道微生物。然后將這些“無菌田鼠”分組進行菌群移植，一部分植入居住在溫暖環(huán)境中的田鼠腸道菌；另一部分植入居住在寒冷環(huán)境中的田鼠腸道菌。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，盡管這些田鼠接下來都一樣生活在室溫環(huán)境下，但移植了低溫菌群的動物產(chǎn)熱和攝食量都明顯高于移植常溫菌的動物。
　　結(jié)合藥理學(xué)實驗，他們確證來自低溫田鼠的菌群能通過激活去甲腎上腺素—PKA信號通路，促進褐色脂肪組織線粒體解偶聯(lián)蛋白1的表達，從而增強動物的產(chǎn)熱能力，幫助它們渡過寒冷難關(guān)。
　　“我們的研究表明，‘腸道菌群—腸—腦’之間可以相互作用，來調(diào)控動物對寒冷環(huán)境的適應(yīng)能力。”論文第一作者之一、博士研究生薄亭貝說，“像布氏田鼠這樣的非冬眠小型哺乳動物，跟它們的腸道菌群之間存在這樣一種協(xié)同進化機制。”
　　有趣的是，由于恒溫動物的腸道內(nèi)溫度環(huán)境也比較穩(wěn)定，人們通常認為它們的腸道菌群不容易受到外界環(huán)境溫度影響。甚至有人提出，低溫下哺乳動物的腸道菌群發(fā)生改變，可能僅僅是因為“天冷吃得多”。而這一次，研究人員終于確認，在攝食量不變的情況下，低溫環(huán)境可以直接導(dǎo)致腸道菌群的改變。
　　腸道菌研究大有可為
　　近年來，腸道菌群的研究越來越熱。由于種種原因，對人類的腸道菌群研究要顯著多于對野生動物的研究。
　　“的確，人體腸道菌群的研究與醫(yī)學(xué)應(yīng)用聯(lián)系更緊密，但動物研究由于實驗設(shè)計更靈活、機理挖掘更充分，具有不可替代的作用和意義?！蓖醯氯A說。
　　這是他們課題組第二項圍繞布氏田鼠及其腸道菌群的研究。在2018年發(fā)表于《微生物組》的一項研究中，他們指出，布氏田鼠“抱團取暖”的聚群行為不僅能減少熱量散失，還能降低體內(nèi)核心溫度，從而降低個體的能量需求。
　　更有趣的是，“抱團”還能促進腸道中有益菌的增加，這些有益菌能產(chǎn)生更多短鏈脂肪酸，為宿主提供能量來源。
　　“僅僅是和同類擠成一團，就能降低能量需求、降低攝食量，似乎是一種很好的減肥途徑?！痹撜撐淖髡咧弧游锼毖芯繂T張學(xué)英笑道。
　　張學(xué)英說，聚群行為如何促進有益菌生長、如何降低能量需求，“這是個令人著迷的問題”。
　　王德華表示，未來課題組會花更多的時間和精力去探索腸道菌群與宿主之間的相互關(guān)系及其對宿主生理功能的調(diào)節(jié)機制。
　　提供減肥新思路
　　在這幾項研究中，“褐色脂肪組織”扮演的角色引人注目。這是普遍存在于哺乳動物體內(nèi)的一種高度特化的產(chǎn)熱組織。大家通常所說的脂肪——白色脂肪組織的主要作用是儲存過剩的能量；而褐色脂肪組織的主要功能則是產(chǎn)熱和調(diào)節(jié)體內(nèi)營養(yǎng)平衡，防止動物過度肥胖。
　　近年來的肥胖機理研究中，褐色脂肪組織是不折不扣的“明星”研究對象。那么，這些有關(guān)腸道菌群和褐色脂肪組織的研究，是否能為現(xiàn)代人非常關(guān)注的“減肥”問題提供一些啟示呢？
　　該研究證實，低溫暴露雖能刺激褐色脂肪組織代謝，也會導(dǎo)致過度攝食。如果能結(jié)合低溫環(huán)境和飲食控制，則有可能達到減肥功效。
　　研究表明，將寒冷環(huán)境下小鼠的腸道菌群移植到無菌小鼠中，無菌小鼠發(fā)生了白色脂肪組織的褐變，部分白色脂肪細胞轉(zhuǎn)化成米色脂肪細胞（白色與褐色間的過渡態(tài)），從而加快了脂肪燃燒。
　　“從人類的角度來講，沒有必要為了減肥而故意去承受寒冷。但是這些研究提示我們，或許可以模擬寒冷環(huán)境下腸道微生物的變化情況，通過植入某些特異菌種來改善腸道菌群的功能，從而達到減肥的功效?！蓖醯氯A說。
　?。ㄔd于《中國科學(xué)報》 2019-09-16 第4版 綜合)