Cell Syst：胖五斤而伤全身！多组学揭秘少量增重竟会激活心脏病相关分子通路
2018-02-12 代丝雨 奇点网
近期，《细胞系统》上发表了一项来自斯坦福大学医学院的研究成果。Michael Snyder教授领导的科学团队发现，“适当”地增加体重，竟然会对整个身体的微生物、代谢、基因表达等多个层面产生影响！实验中，参与者在30天内增重2.8千克，体内菌群产生了明显的变化，炎症和免疫反应上调，甚至有一条与心脏病相关的分子通路也被激活了！
近期，《细胞系统》上发表了一项来自斯坦福大学医学院的研究成果。Michael Snyder教授领导的科学团队发现，“适当”地增加体重，竟然会对整个身体的微生物、代谢、基因表达等多个层面产生影响！实验中，参与者在30天内增重2.8千克，体内菌群产生了明显的变化，炎症和免疫反应上调，甚至有一条与心脏病相关的分子通路也被激活了！
这不由得让奇点糕觉得，胖上五斤，对我们来说可能只是裤腰有点紧，对身体来说，好像是一场重大危机啊。
Michael Snyder教授
近年来，肥胖已经越来越引起我们的重视了，毕竟它已经和糖尿病、心脑血管疾病等人类杀手扯上密不可分的关系。既往的研究往往把肥胖和某个具体的疾病关联起来，探究它们之间的关系。但是，肥胖可不仅仅是脂肪细胞那点儿事儿，它的影响力太大了，这也掺和一脚那也指挥一下。俗话说管中窥豹只得一斑，只从某个角度来研究肥胖，恐怕结果也不甚全面呐。
Snyder教授有了一个想法——我们要搞清楚所有的细节！肥胖你能影响的范围广，那么我们就全研究一遍！
说起来不容易，做起来更难。单个组学领域的研究已经足够复杂了，Snyder教授却想要把基因、转录、蛋白质、代谢、以及微生物等多个组学领域综合起来进行大数据分析，并且还完成了，不得不佩服科学家的执行力和毅力。
一次测量涉及这么多指标
在这次试验中，研究者选择了23名参与者，他们的体重指数在25-35之间，也就是我们所说的超重，还没有胖到生病的地步。这批参与者中，一半人对胰岛素敏感，另一半则有显着的胰岛素抵抗，这是2型糖尿病的先兆。
研究者首先为参与者定制了为期30天的高脂饮食，体重达到峰值时保持了7天的无节制饮食，之后再用60天的时间把体重降下来。普遍来说，为了吃胖，男性参与者每天多吃了1000卡路里，女性则是750卡路里。这样吃的结果就是，一个月之后，他们平均胖了2.8千克。
嗯，这个周期看起来跟我们春节干的事儿差不多……
先吃胖，再减肥，这就是我们接下来几个月要做的事
五斤说多还真不多，就奇点糕的个人体验，最紧的裤子依旧能穿，双下巴也没出来。但是表面的平静下，还真是波澜起伏啊！
首先，在整个变胖过程中，研究者发现有318个基因的转录水平发生了显着变化，不出所料，很多都与脂质的代谢有关。进一步分析这些基因涉及的通路，研究者发现了一大批都与炎症反应有关！这炎症，可是糖尿病患者的面临的一个关键问题啊。
变胖路上各种生物指标都发生了明显的变化
涉及的多种通路，包括炎症反应
最吓人的是，研究者还发现，与扩张型心肌病（dilated cardiomyopathy）有关的一些基因[2]表达也增加了！这会影响心脏的泵血能力，增加心力衰竭的风险。或许这可以解释为啥胖人爱得心脏病呢。
接下来，研究者分析了受试者肠道微生物的变化。这回有意思了，在胰岛素敏感（IS）参与者和胰岛素抵抗（IR）受试者之间，出现了很大的不同。
在胰岛素敏感受试者中，体重增加带来的是疣微菌科（Verrucomicrobiaceae）和嗜黏蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila）丰度有了显着的提高。A. muciniphila是近年来的明星菌种，早有研究者证实，无论是在小鼠还是人体内，在体重增加的情况下，A. muciniphila会帮助我们对付胰岛素抵抗，起到一种保护作用。而胰岛素抵抗参与者的菌群却没增加——或者说本来他们也没有多少。
利用不同测序方法发现微生物种群的变化
按照Snyder教授的说法，这些激活的途径虽然并不意味着疾病的发生，但是却预示着，“某些事要开始了”。
不过也不用太害怕，当参与者把长的肉又减掉了之后，大部分的身体指标都回复了原来的水平，只有一小部分还会持续一段时间。
这项成果对研究者们来说倒是个确确实实的好消息。利用新的科研工具，跟踪体内数百万分子的波动，我们可以清楚了解体内到底在发生什么。一方面我们对生化指标与健康的关系有了更深一步的了解；另一方面，在医疗保健上，精密记录个体的生理指标变化，让我们又朝着个性化治疗迈出了新的一步。
西雅图系统生物学研究所（Institute for Systems Biology）的创始人Leroy Hood认为这是一项里程碑式的研究。他认为个体化医疗虽然昂贵，但是具有很大的潜力，个人的特征是需要被纳入治疗体系的。
为了促进相关研究的发展，本项试验中数十亿次测量的数据大部分都被公开，并且参与者们将继续以年为单位提供健康数据。
奇点糕想起了科幻小说和电影里常见的场景。未来我们将会有一个人工智能管家，时时记录我们的身体指标变化，并给出相应的建议。看来现在就是科幻走进现实的第一步呀。
原始出处：
Piening B D， Zhou W， Contrepois K， et al. Integrative Personal Omics Profiles during Periods of Weight Gain and Loss[J]. Cell Syst， 2018.
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