泰勒·索德伯格是3分理查德·道金斯科罗拉多大学丹佛分校医学院医学博士研究生,攻读综合生理学:生殖科学博士学位。她的论文主要研究母亲饮食引起的肥胖对婴儿微生物群发育的影响,以及这可能如何改变免疫系统发育和日后的肥胖。她计划攻读妇产科临床专业。

索德伯格在最近的Keystone研讨会上以海报的形式展示了她的作品:肠道微生物群对宿主生理的调节. 后来,她回答了一些关于她为GMFH编辑工作的问题。

泰勒·索德伯格(Taylor Soderborg),科罗拉多大学丹佛分校医学博士/博士生

泰勒·索德伯格(Taylor Soderborg),科罗拉多大学丹佛分校医学博士/博士生

是什么让你决定研究西方饮食对小鼠及其后代的影响?

西式饮食之所以命名,是因为它模仿了我们大多数生活在西方世界的人所吃的大量营养素:令人震惊的42%千卡脂肪、0.2%胆固醇和34%蔗糖。检查饮食诱导肥胖的早期微生物组学研究采用了简单的高脂肪饮食(60%kCal来自脂肪);然而,大多数人摄入过多的脂肪和糖。与胆固醇一起,这些成分在食用这种饮食的个人体重过度增加和与肥胖相关的代谢并发症中起着重要作用。WSD也与微生物组“失调”有关。

当母鼠食用西方饮食时,(对母鼠和幼鼠)通常会发生什么?

我们通常在动物怀孕前一个月或更长时间开始给它们服用WSD。一旦她们肥胖并怀孕,体重增加通常与正常喂食的母亲没有什么不同,但母亲的血脂水平更高,炎症更严重,怀孕期间血糖更高,如果转移到发育中的胎儿身上,这可能是有害的。

因此,患有WSD的母亲所生的动物会稍微大一点,通常有更多的体脂肪,并且会在血液中显示出变化——更大的促炎脂肪酸,表明母亲的饮食。婴儿在断奶期间的微生物群,由于母亲在母乳喂养期间的饮食,也戏剧性地转变为更少的多样性,更不和谐的情况。这与肥胖人群的研究结果相似。炎症加剧的部分原因被认为是饮食中omega-6脂肪酸的增加和omega-3脂肪酸的减少。这些脂肪酸是“必需的”,这意味着它们只能通过饮食获得。这些脂肪酸的理想比例是1-2:1。水务署的比率为15-20:1。

欧米茄-6不仅具有促炎作用的副产品,它还可能是食用WSD的动物肠道微生物群改变的贡献者。由此产生的改变的肠道微生物群与增加的厚壁菌门:拟杆菌门比率,通常见于肥胖,也可以驱动促炎状态。此外,即使幼崽在断奶后饮食正常,孕期食用本署食物的母鼠所生的幼崽也会出现上述免疫系统改变。患有WSD的肥胖母亲所生的动物的肝脏也倾向于储存脂肪,这种情况被称为“脂肪变性”,是非酒精性脂肪性肝病的前兆。

你能描述一下你的实验吗?

我们的假设是,我们可以在不改变总热量的情况下,通过重新平衡omega-6:omega-3脂肪酸比例,使其恢复到1:1,从而逆转怀孕和哺乳期间西式饮食对后代微生物群的有害影响。

为了验证这一假设,我们使用了一只转基因小鼠,该小鼠已被一种新基因工程化,名为脂肪1这种酶能在体内将有害的欧米伽-6脂肪酸转化为更健康的抗炎欧米伽-3脂肪酸,即使在摄入WSD时也是如此。这种模式的好处是,我们可以隔离纠正母亲的-6脂肪酸对其后代的负面结果的影响。我们也能够生产出具有转基因基因的后代,即使其母亲没有,以确定后代是否有能力通过恢复健康的-6:-3水平来防止WSD的负面影响。

在我们的初步结果中,我们发现母鼠和幼鼠脂肪1转基因可在门和科水平上防止微生物群丰度的负转移。这些幼鼠体内的微生物群与健康小鼠体内的微生物群相似。的脂肪1母亲和后代的基因也可能增加有益的短链脂肪酸微生物代谢产物的产生,进一步支持这样一种观点,即微生物组的转变对发育中的免疫系统和肥胖母亲所生后代的早发型肥胖都有好处。

你的结果有什么让你惊讶的吗?

我对这种力量感到惊喜脂肪1以纠正致肥性WSD对幼犬微生物群、炎症特征和脂肪肝的许多影响。然而,我没有想到双倍剂量的基因(在母亲和胎儿中)会过度纠正这个问题。我曾假设,双重暴露于转基因可能具有协同有益的抗炎作用。令人惊讶的是,我们实际上发现,同时受到母亲两种环境影响的幼鼠体内的促炎标志物有所增加脂肪1转基因和来自自己的脂肪1转基因表达。过量的omega-3补充剂与不利的免疫反应有关,这可能是我们研究中的情况。

你认为这一发现在未来会如何应用于人类?下一步需要做什么?

肥胖症和妊娠期糖尿病在世界范围内持续增加,并且跨越了年龄、种族、民族和社会经济地位的范围。令人担忧的是,每10个婴儿和幼儿中就有1个肥胖,每5个年轻人中就有1个肥胖,并在青春期前就有患上代谢综合症的风险。

孕产妇健康状况不佳如何给后代带来未来代谢疾病风险的机制可能与微生物组的早期变化有关。母亲的饮食和肥胖可能影响婴儿微生物群的发育,对未来的健康产生负面影响。这些变化中有一些是持续的,这表明早期接触会对整个生命周期产生慢性影响。如果将这些结果推广到人类,则表明妊娠期和哺乳期的饮食暴露会导致下一代的健康风险。母亲饮食的改变是否像我们用自己的方式完成的那样脂肪1该模型可以防止微生物组的改变,改变婴儿的生命历程,但疾病风险仍然未知。

作为一名医学博士/博士生,我一直在思考如何将我的研究成果应用到我在产科临床培训期间看到的女性身上。我的研究的长期结果将是制定有关孕期和母亲肥胖时补充omega-3的剂量和时间的建议,或者可能有助于根据恢复健康代谢状态时看到的微生物组变化开发益生菌。正如我对过量ω-6转化为ω-3的惊人结果所强调的那样,在完全理解我们干预措施背后的机制之前,我们无法提出临床建议。交叉培养研究将帮助我们确定产前和产后环境对后代微生物组和炎症状态的作用。此外,将肥胖母亲所生婴儿的粪便移植到无菌小鼠体内,将使我们能够研究各种微生物组分对代谢结果的影响。这些研究将有助于把我们的发现从长凳上连接到床边。