肠道微生物中明星菌,有个非常响亮的名字:阿克曼氏菌(Akkermansia muciniphila)。这个菌一直热度不减,堪称“神菌”,它在宿主代谢、免疫和肠道屏障、癌症以及神经系统疾病中都具有良好的改善效果。
Akk 是一种椭圆形的革兰阴性菌,是人体肠道的常驻民,占人体微生物群落的3-5%。它能在肠道粘液层中生长,并利用宿主分泌的粘蛋白“为食”,从而通过竞争性排斥的方式在肠道内定居并保护肠道免受病原体的侵害。
很多研究结果显示Akk菌可以减肥,然而Akk菌到底是通过怎样的方式发挥作用不得而知。
韩国国立首尔大学团队,首次揭示了减肥机制。他们在《自然·微生物》杂志上发表Akk菌改善宿主肥胖和葡萄糖稳态作用机制的重要研究成果,他们找到了Akk菌诸多益处的关键,一种蛋白P9。
一共有几个发现:
1,活菌可以减肥。当给小鼠喂食Akk菌后,能影响褐色脂肪,增加小鼠肩胛间BAT(iBAT)的产热,使得小鼠表皮温度和直肠温度上升,“燃烧”了小鼠的卡路里,使小鼠体重下降了!
2,Akk活菌还激活了肠道内胃肠激素胰高血糖素样肽1(GLP-1)的分泌,调节了宿主能量平衡、改善了小鼠葡萄糖稳态。
3,机制分析过程中发现,只有活菌发酵的上清可以促进GLP-1的分泌。
4,同时对比了常用的其他47种益生菌,包括最常用的乳酸菌或双歧杆菌,发现这些菌都不具有促进GLP—1的相似效果,说明这个作用是Akk菌所特有的。
5,研究人员通过对Akk菌分泌物进行一系列分离发现,有一些分子量在100-300 kDa大小的蛋白能起到促进GLP-1分泌的作用,其中,分子量为84 kDa的P9蛋白效果最强。
6,Akk菌的另一种外膜“明星”蛋白Amuc_1100在Akk对宿主发挥有益作用的过程中起重要作用。虽然Amuc_1100同样可以促进GLP-1的分泌,但是Amuc_1100对GLP-1的作用在P9蛋白面前几乎是“不值一提”!
7,这种蛋白效果到底怎么样?他们用相同剂量的P1、P5和P9蛋白给药肥胖小鼠,发现这些蛋白与Amuc_1100一样都可以改善小鼠肥胖和葡萄糖稳态。P9表现最好。
8,P9蛋白改善宿主肥胖和葡萄糖稳态的作用机制:P9蛋白与其配体ICAM-2结合后,通过激活GLP-1R信号通路和IL-6,促进机体产热从而改善HFD小鼠肥胖和葡萄糖稳态。
该研究成果首次从褐色脂肪组织的角度阐述了Akk菌改善肥胖的机制,并且发现了Akk菌分泌的一种蛋白P9是作用的核心,为开发代谢疾病的治疗药物提供了新的靶标。
不过这些研究只是动物实验,还不能用于人体,也没有做成药物。
Yoon H. S., Cho C. H., Yun M. S., et al. Akkermansia muciniphila secretes a glucagon-like peptide-1-inducing protein that improves glucose homeostasis and ameliorates metabolic disease in mice[J]. Nat Microbiol, 2021, 6(5): 563-573.