科研 | 遗传和宿主基因对肠道菌群和代谢综合征的影响
一、导读
由于人们的生活方式的改变，代谢综合征的发生率也逐渐增加。代谢综合征的主要标志为腰部肥胖、血脂异常、高血压和高血糖，严重者可导致2型糖尿病及心血管疾病等。全世界大约有20-30%的成年人会患有这种疾病。研究已经表明一些因素与代谢综合征的发展有关，例如宿主基因、饮食习惯、久坐的生活习惯等，但代谢综合征的病因学还没有被完全的阐述清楚。
最近，大量的研究已经表明肠道菌群的紊乱与肥胖及其他代谢综合征的标志的发展有关。这些数据都显示肠道菌群在代谢综合征的发展过程中起着重要的作用，但它们之间的具体联系还很少被研究。
因此，本研究通过分析655位韩国双胞胎及其家人的肠道菌群去检测特殊的肠道菌群与代谢综合征的联系、肠道菌群的遗传性以及与代谢综合征相关且可遗传的菌群与APOA5的联系。
二、论文ID
原名：The effect of heritability and host genetics on the gut microbiota and metabolic syndrome
译名：遗传和宿主基因对肠道菌群和代谢综合征的影响
期刊：Gut
IF：16.658
发表时间：2017年
通讯作者：Gwang Pyo Ko
通讯作者单位：首尔国立大学
三、实验设计
四、实验结果
1、代谢综合征与肠道菌群的关系
(1) 同健康人相比，代谢综合征人群的肠道菌群的多样性显著降低。
(2) Lactobacillus、Sutterella、Methanobrevibacter 在代谢综合征个体中显著增加，而 Parabacteroides、Bifidobacterium、Odoribacter、Akkermansia、Christensenellaceae 在代谢综合征个体中显著减少。
(3) 在代谢综合征个体中显著丰富的菌群与腰围、血压、甘油三酯及空腹血糖呈正相关，但与高密度脂蛋白胆固醇呈负相关。
图1 健康者与代谢综合征者肠道菌群的差异
2、与代谢综合征相关的肠道菌种的遗传性
(1) 代谢综合征有很高的遗传性并且它的每一个指标都有着较高的遗传性(图2A)。
(2) 通过β多样性分析发现同异卵双胞胎相比，同卵双胞胎的肠道菌群并没有更大的相似性。
(3) 在27个与代谢综合征相关的菌种中有17(63.0%)个是有遗传性的(图2B)。
图2 代谢综合征表型及肠道菌群的遗传性；A表示代谢综合征的遗传性，B表示肠道菌种的遗传性
3、与代谢综合征相关的肠道菌种和APOA5 SNP rs651821的相关性
(1) 小C等位基因携带者代谢综合征的发病率较高(图 3A)。
(2) 小等位基因携带者的舒张压、血压、血糖、腰围都有一个上升的趋势，而高密度脂蛋白胆固醇有一个下降的趋势(图 3B)。
图3 APOA5 SNP rs651821与代谢综合征的关系
(3) 在17个与代谢综合征相关的且具有遗传性的菌种中，有5个菌种与SNP rs651821相关(图 4)。
图4 数据分析原理图
(4) 随着APOA5 SNP rs651821小等位基因的增加，Actinobacteria、Bifidobacteriaceae、Bifidobacterium都会减少(图5)。
图5 APOA5 SNP rs651821与特殊的肠道菌种的关系
五、研究结论
本研究主要确定了与代谢综合征及遗传有关的肠道菌种。结果表明肠道菌群改变可能是由于特定的宿主遗传变异介导的，进而导致了代谢综合征的发展。
六、点评
近年来，大量的研究已经证明肠道菌群与各种疾病都有着很重要的关系，但疾病的遗传性、肠道菌群的遗传性，关于这方面的研究似乎被忽略了。本文对代谢综合征、肠道菌群、遗传性三个方面的相关性进行了研究，实验思路清晰，设计也很全面。无论是从试验设计还是写作手法，都通读易懂，值得借鉴学习。
本文由董小橙编译，殷继忠、江舜尧编辑。