研究确定调节胆固醇的肠道细菌

肠道中某些种类的细菌与膳食胆固醇相互作用并帮助平衡膳食胆固醇水平，通过使用它来创造一种在人类健康中发挥重要作用的分子，根据发表在《自然微生物学》上的一项研究。

动物需要适量的胆固醇来产生肝脏中的胆汁、维生素D和激素，并建立健康的细胞壁。过多的胆固醇会积聚并阻塞动脉，并导致心脏病发作和中风。

这项研究是最早确定将动物性食物中的胆固醇转化为称为胆固醇硫酸盐的分子的肠道细菌物种之一。虽然还需要更多的研究，但早期线索显示胆固醇硫酸盐是许多生物途径的信号分子，包括那些参与婴儿健康和发育，调节免疫细胞和消化的途径。

该研究还发现，在小鼠中，一种称为拟杆菌的细菌子集有助于调节血液中的胆固醇水平。在生命早期推广拟杆菌对婴儿的正常发育和终身健康有影响。

“它为思考微生物组或特定微生物是否可以从循环中去除胆固醇打开了大门，”农业与生命科学学院分子营养学助理教授伊丽莎白约翰逊说。博士后研究员Henry Le和Johnson实验室的博士生Min-Ting Lee是该研究的共同第一作者，“膳食胆固醇与小鼠和人类肠道微生物组相互作用的特征”。

这些发现可能会导致新的疗法取代数十亿美元的降胆固醇制药行业。潜在的治疗方法可能包括有针对性的饮食，益生菌或从这些细菌产生的分子中提取的新药，所有这些都可以减少当前药物带来的副作用。

虽然胆固醇硫酸盐很容易在人体组织中产生，但这项研究首次表明肠道微生物组也可以产生胆固醇硫酸盐。这一发现是由约翰逊实验室开发的一种新方法实现的，称为BOSSS(生物正交标记排序序列光谱法)，该方法用于用红色荧光标记膳食胆固醇并跟踪哪些细菌与之相互作用，因为这些细菌显示为红色。然后使用该系统对这些细菌的DNA进行测序以鉴定该物种。

“通过BOSSS技术，我们能够追踪哪些微生物作用于胆固醇，”约翰逊说。“然后，我们还从化学中记下了当[这些细菌]与胆固醇相互作用时正在制造哪些分子。

他们发现拟杆菌正在产生胆固醇硫酸盐。此外，研究人员使用接种了工程拟杆菌的无菌小鼠，这些拟杆菌缺乏将胆固醇转化为胆固醇硫酸盐所需的酶。实验表明，这些小鼠肠道微生物组不能制造胆固醇硫酸盐，而用正常拟杆菌定植的无菌小鼠中的微生物组产生了胆固醇硫酸盐。

“我认为这项研究与生命周期的所有部分都非常相关，”约翰逊说。“在婴儿中，我们需要考虑饮食中的脂质[脂肪，包括胆固醇]对于产生影响发育的微生物组依赖性分子以及一生的健康的重要性。

虽然肝脏产生大部分胆固醇，但大约五分之一来自动物性食物。这些发现对母乳提供适当营养的重要性以及进一步研究缺乏胆固醇的婴儿配方奶粉(如大豆制品)以及它们是否剥夺婴儿必需的营养具有重要意义。

在成年人中，饮食中的饱和脂肪和反式脂肪会导致肝脏过度产生胆固醇，然后胆固醇会在动脉中积聚为斑块。

“当我们考虑胆固醇代谢和心血管健康时，[可能有办法]使用微生物组来调节胆固醇水平或其他相关脂质，”约翰逊说。

约翰逊的实验室已经开始研究哪些生物途径可能需要胆固醇硫酸盐才能正常工作。