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棕色脂肪和肠道菌群在时间限制性饮食重塑机体糖脂代谢中的作用以及机制

批准号:
92057208
项目类别:
重大研究计划
资助金额:
283.0 万元
负责人:
金万洙
学科分类:
营养与代谢生理学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
金万洙
关键词:

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
多项临床研究表明,时间限制性饮食(TRF)对于肥胖以及相关代谢疾病有显著改善作用,但其作用机制尚不明确。我们的结果表明,TRF可以显著改善高脂饮食(HFD)诱导的代谢紊乱,其中因为HFD而降低的小鼠耗氧量以及棕色脂肪(BAT)关键产热蛋白UCP1的表达水平也得到了恢复。另外TRF改变了肠道菌群组成,而通过移植TRF组菌群即可模拟TRF带来的代谢改善。以上结果提示我们,BAT和肠道菌群在TRF重塑机体糖脂代谢中发挥了重要作用。本项目将重点关注BAT和肠道菌群在TRF重塑糖脂代谢过程中发挥的具体作用以及分子机制。首先我们将采用宏基因组学方法和脂质代谢组学方法研究肠道微生物多样性以及菌群结构等,探寻并鉴定出发挥关键作用的菌种及其次级代谢产物,并由细胞以及多种动物模型验证,最后全面解析TRF-肠道菌群-次级代谢产物-BAT这一代谢轴的分子作用机理,为开发可以模拟TRF作用的靶向药物提供理论依据。
英文摘要
Several clinical studies have reported that time-restricted feeding (TRF) can significantly improve obesity and related metabolic diseases, but its mechanism is still unclear. Our results indicated that TRF can significantly improve the metabolic disorders induced by high-fat diet (HFD), and elevate the oxygen consumption and the expression level of UCP1, the key protein of brown adipose tissue (BAT). In addition, TRF treatment changed the composition of intestinal microbiota, and the metabolic improvement brought by TRF could be simulated by fecal microbiota transplantation from TRF group. These results suggest that BAT and intestinal microbiota play an important role in the remodeling of glucose and lipid metabolism driven by TRF. This project will focus on the specific roles and molecular mechanisms of BAT and intestinal microbiota in the remodeling of glycolipid metabolism by TRF diet. Firstly, we will apply whole genomic sequencing and lipidomic techniques to clarify the effects of TRF on microbial diversity and community structure and identify key microbiota and related secondary metabolite(s). In addition, we will validate the curative effects of screened microbiota and secondary metabolite(s) in our cells and animal models. Finally we will perform comprehensive analysis to figure out the molecular mechanisms of TRF - intestinal microbiota - secondary metabolites – BAT axis to provide theory basis for developing safe and convenient targeted pharmacologic therapies that mimic the effects of TRF.
本研究探讨了时间限制性饮食(TRF)对糖脂代谢的调节作用及其背后肠道菌群的关键作用。研究发现,TRF能有效抵抗高脂饮食诱导的体重增加,改善葡萄糖耐量和胰岛素抵抗,且提高小鼠血清中GLP-1的水平。通过肠道菌群移植实验,进一步验证了TRF通过改变肠道菌群组成发挥其代谢调节作用。16s rRNA测序分析显示,TRF显著改变了小鼠肠道菌群的结构,特别是Clostridium papyrosolvens(C.Pa)菌株丰度的增加。C.Pa及其代谢产物thymine能重现TRF对糖脂代谢的有益效果,显著抑制高脂饮食引起的体重增加,增加能量消耗,改善葡萄糖耐量和胰岛素抵抗。进一步研究表明,thymine通过促进肠道GLP-1合成,葡萄糖依赖性地促进胰岛素分泌,从而改善代谢稳态。此外,C.Pa中pdp蛋白被确定为thymine合成的关键酶,过表达pdp的益生菌能够增强肠道内容物中thymine的水平,并有效抵抗肥胖。这些结果揭示了肠道菌群,尤其是C.Pa菌株及其代谢产物thymine,在时间限制性饮食改善机体糖脂代谢中的重要作用,为代谢性疾病的治疗提供了新的方向。
淋巴管系统与肥胖的互作及其作用机制
  • 批准号:
    81770834
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    金万洙
  • 依托单位:
microRNA介导的白色脂肪棕色化研究
  • 批准号:
    81370951
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    70.0万元
  • 批准年份:
    2013
  • 负责人:
    金万洙
  • 依托单位:
STARS-SRF信号通路在脂代谢中的分子调节机制
  • 批准号:
    31171131
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    金万洙
  • 依托单位:
国内基金
海外基金