懒人减肥新希望：人参，肠道菌群，棕色脂肪
2019/12/15 10:00:00 中国科普博览
本文来自科普博览大家族科学大院(ID:kexuedayuan)
冬天来了，又到了长胖的季节：脂肪御寒、火锅上线、穿多了不想运动、更别提中间还要过个年……管住嘴迈开腿都很难啊!
(图片来源：veer图库)
如果有一种东西，在不节食也不增加运动量的情况下，只要再吃吃它就可以显著降低体重!这简直就是胖子们梦寐以求的减肥方法呀~
2019年11月19日，中国科学院动物研究所金万洙团队与延边大学李东浩团队合作在Gut杂志上发表了一篇题目为“Myristoleic acid produced by enterococci reduces obesity through brown adipose tissue activation”的文章，该研究首次揭示了人参提取物可调节肠道菌群，激活棕色脂肪，改善肥胖，或许可以作为新一代减肥药物的靶点。
Part.1
我们不缺少减肥药 缺的是……
根据世界卫生组织的定义，超重和肥胖是指机体异常或者过度的脂肪堆积。通俗地说，吃得太多或消耗太少就会造成肥胖，不过导致肥胖的因素其实是复杂多样的，社会因素(生活水平改善，饮食结构改变)、遗传因素(比如FTO基因突变)、心理因素(很多人靠多吃来减压)、药物因素(激素类药物干扰能量代谢)等都会引起肥胖。越来越多的科学证据表明肠道菌群微生物也与肥胖相关，其中一项研究分析了肥胖和瘦的双胞胎的肠道菌群，发现他们的细菌多样性、细菌类别都存在明显不同。
选择治疗肥胖的方法要有的放矢：
针对瘦素缺陷型肥胖的治疗方法是外源补充重组瘦素进行治疗，但会有腹痛、头痛的副作用，而且机体还会针对该重组蛋白产生抗体，影响治疗效果。
减少食物摄入和抑制能量吸收是目前很多减肥药的作用方式，然而限制能量摄入不能长期维持减重效果，还会有很多副作用。比如美国食品药品监督管理局批准的减肥药奥利司他本质上是一种胃肠道脂肪酶抑制剂，通过抑制胃肠道的脂肪酶，阻止三酰甘油水解为游离脂肪酸和单酰基甘油酯，从而减少了小肠内皮细胞对脂肪酸的吸收。但服药时必须要配合饮食控制，还有明显的副作用，包括胀气和大便失禁等，还可能增加肾结石风险。
(图片来源：veer图库)
因此，我们并不缺减肥药和减肥方法，需要的是更加有效、安全、长效的新型肥胖药物。
Part.2
不是所有脂肪都是“坏的”
刚才说过，胖了就是脂肪的锅!那么是不是所有的脂肪都要背锅呢？并不是!
脂肪组织是由大量群集的脂肪细胞构成，脂肪并不是仅仅包含我们常说的肥肉哦，根据脂肪组织的不同功能，分为以下三类：
1.储存能量的白色脂肪组织：
存在于全身中不同的皮下和内脏部位，白色脂肪细胞含有单个的大脂滴，当机体能量过剩时，以甘油三酯的形式将能量储存在白色脂肪细胞中的脂滴里。
2.消耗能量的棕色脂肪：
该类脂肪在新生儿和冬眠哺乳动物中尤其丰富，具有调节温度的功能，当它被激活时，会产生热量，棕色脂肪细胞含有大量更小的脂滴和数量更多的含铁的线粒体，也是这些线粒体赋予了组织颜色，它比白色脂肪含有更多的毛细血管，为组织提供氧气和营养，并将产生的热量分配给全身，其线粒体内膜上恒定高表达解偶联蛋白1(Uncoupling protein 1, UCP1)。
3.米色脂肪组织：
存在于白色脂肪内，形态上介于白色脂肪和棕色脂肪之间，具有可塑性，在寒冷刺激下米色脂肪高表达UCP1。
(图片来源：Wikipedia)
所以，脂肪并非都是“坏的”，还有能消耗能量的棕色脂肪。如果动员起体内的棕色脂肪，是不是可以产生减肥的效果呢？
Part.3
“肠道菌群”与“棕色脂肪”的完美邂逅
人参是药材界的“明星”，已有研究表明人参可治疗肥胖及肥胖相关疾病。在一次会议上，中科院动物所研究棕色脂肪的金万洙研究员与延边大学研究人参的全林虎教授，一见如故，就人参产热问题讨论了起来，二人一拍即合，拉开了这项研究的帷幕。
(图片来源：作者提供)
为了说明人参提取物的减肥效果，研究人员用人参提取物每天喂db/db肥胖小鼠，8周后与对照组相比，它们的体重明显减少，有趣的是，吃人参提取物的小鼠饮食量和运动量与对照组没有差异，能量消耗却显著增加。该结果验证了人参提取物在小鼠模型上确实有减肥的效果。而这些小鼠之所以在摄入和运动量都无差别的情况下体重下降，是因为它们的棕色脂肪被激活了，导致产热增加，生物的总能量也就减少(生物总能量=摄入的总能量-消耗的总能量)。
那么人参提取物是怎么激活棕色脂肪的呢？之前有报道说人参提取物对肠道微生物有影响，所以研究人员推测，人参提取物可能改变了肥胖小鼠肠道中微生物的种类，导致它们变瘦了。研究人员收集小鼠粪便，检测粪便中的细菌群落，发现吃人参提取物的小鼠相比对照组，它们的粪肠球菌大量富集。粪肠球菌是健康人体胃肠道的共同补体，用粪肠球菌喂养的肥胖小鼠确实能量消耗增加，当小鼠暴露在寒冷环境时，被灌胃粪肠球菌的小鼠体温升高，也就是产热增加。此外，组织学分析显示，摄入粪肠球菌的小鼠的棕色脂肪和皮下白色脂肪中的UCP1和OXPHOS显著上调。这些结果强烈地表明，粪肠球菌通过激活棕色脂肪和米色脂肪的形成，增加了能量支出。
肠道微生物是通过它们的代谢产物对机体产生影响的，那么粪肠球菌是通过的哪种代谢产物让小鼠减肥的呢？答案是一种长链脂肪酸——肉豆蔻油酸(Myristoleic acid, MA)!
长链脂肪酸可以永久附着在UCP1上，促进H+从内部转移到外部线粒体膜上，从而激活了棕色脂肪。通过检测血清样本，研究人员发现摄入了粪肠球菌小鼠的血清中各种长链脂肪酸的含量显著改变。为了确定哪些长链脂肪酸在治疗后被特别改变，研究人员进一步分析了培养基中长链脂肪酸的数量，有趣的是，在加了粪球菌的培养基中，MA的含量比不加粪球菌的对照组高了12.3倍。如果让肥胖小鼠摄入MA这种长链脂肪酸，小鼠的棕色脂肪产热增加，体重也显著减少。
研究人员还利用CRISPR-dCas9技术首次在细菌水平上构建了基因敲降模型，将粪肠球菌的酰基辅酶A硫脂酶(ACOT)基因敲降，这个基因可以诱导MA的积累，当粪肠球菌不能产生MA时，小鼠减肥失败。说明粪肠球菌产生的MA有减肥效果，而粪肠球菌通过ACOT基因驱动MA的产生。
由此，该研究首次发现了人参提取物-粪肠球菌-肉豆蔻油酸-棕色脂肪代谢通路在肥胖防治中的作用，这为研发防治肥胖及其相关代谢综合征的药物提供了新的思路。此外，该研究首次将肠道菌群的研究层面深入到了细菌中合成代谢的分子层面，发现了粪肠球菌中负责合成肉豆蔻油酸的关键酶，并通过基因编辑技术进行了功能验证。
(图片来源：作者提供)
Part.4
不过，我们还是不推荐躺着变瘦……
本研究结果提示，肉豆蔻油酸很可能是从能量代谢角度防治肥胖及其相关疾病的新型药物靶点。与以往的减肥药或减肥方法相比，肉豆蔻油酸具有成本低，安全性高等优点，有益于低廉、长效、安全的减肥药的开发。不过，该项研究是以小鼠为实验模型，还需在临床上实验，确认其效果。
友情提示：减肥大业，任重道远。就像每个医生都会对减肥人士提示的那样：虽然目前正规的减肥药物确实能够控制体重，但无一例外地需要配合科学饮食习惯和规律合理的运动。而服用减肥药必须经过医生的评估，不是你想吃就能吃。
就算以后有了新一代减肥药物，让人不再受到肥胖的困扰，也还希望大家能够“管住嘴迈开腿”，毕竟 “穿衣显瘦脱衣有肉”才是我们的终极追求哇~~
图片来源：veer图
作者单位：中国科学院动物研究所
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