客观日本

孕期多吃食物纤维促进胎儿代谢机能,出生后孩子不易肥胖

2020年03月06日 生物医药

东京农工大学研究生院农学研究院应用生命化学系的木村郁夫教授等与庆应义塾大学药学部的长谷耕二教授等人组成的研究团队发现,母亲怀孕期间肠道细菌产生的短链脂肪酸会影响胎儿的发育,而且与婴儿出生后的代谢功能和肥胖症抑制有关。

研究团队首先在普通环境下和无菌环境下分别饲养妊娠小鼠。为使两组幼鼠出生后生长环境相同,利用代理母亲在普通环境下喂养两组刚出生的幼鼠。断奶后让幼鼠摄取高脂肪食物。发现在无菌环境下饲养的母鼠产下的幼鼠会随着成长变成重度肥胖,出现高血糖和高血脂等代谢综合征症状(图1)。普通环境下妊娠期间食用不含食物纤维饲料的母鼠产下的幼鼠也观察到了相同的症状。妊娠期间食用富含食物纤维的饲料的母鼠产下的幼鼠则不容易肥胖。研究发现,母体的肠道细菌会分解食物纤维,产生大量短链脂肪酸,其中一部分经由血液进入了小鼠胎儿体内。

孕期多吃食物纤维促进胎儿代谢机能,出生后孩子不易肥胖

图1:没有肠道细菌的无菌母鼠产下的幼鼠(A)会随着生长变成重度肥胖(B),出现高血糖和高血脂(C)等代谢综合征症状

在此之上,研究团队又给无菌饲养和低食物纤维饲料饲养的妊娠小鼠饲料中,添加了短链脂肪酸之一的丙酸,幼鼠的肥胖被抑制。这表明,妊娠期间母鼠的肠道菌群产生的短链脂肪酸能预防出生后的幼鼠肥胖。

有趣的是,小鼠胎儿的交感神经、肠道和胰脏大量表达短链脂肪酸的受体GPR41和GPR43。小鼠胎儿没有肠道细菌,所以不能自己产生大量短链脂肪酸。因此,研究团队认为,小鼠胎儿组织中的GPR41和GPR43是为了感知来自母体肠道的短链脂肪酸。研究发现,短链脂肪酸激活胎儿的GPR41和GPR43后,会促进神经细胞、GLP-1阳性肠道分泌细胞和胰腺β细胞分化。从而,出生后的幼鼠的代谢和内分泌系统能正常发育。通过改善成长过程中的能量代谢,会形成不易肥胖的体质。

这些发现表明,孕期母体的肠道环境对后代新陈代谢决定以生活方式病预防至关重要。此次发现从新的角度诠释了都哈理论(DOHaD),即母体的肠道环境与孩子的生活方式病息息相关。借助此次的研究成果,还有望通过对母体进行饮食介入和营养管理来实施干预医疗和预防医学,以及以肠道代谢产物及其生物受体为靶标开发新型代谢性疾病治疗药物(图2)。

孕期多吃食物纤维促进胎儿代谢机能,出生后孩子不易肥胖

图2:来自母体肠道细菌的短链脂肪酸进入胎儿体内,经其受体促进神经细胞、表达GLP-1的肠道分泌细胞和胰腺β细胞分化,由此来改善出生后的代谢功能。

论文信息
题目:Maternal gut microbiota in pregnancy influences offspring metabolic phenotype in mice
期刊:《Science》
DOI:10.1126/science.aaw8429

日语发表全文

文:JST客观日本编辑部编译

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