医学进展
2010年6月号
医学进展

TLR5缺乏导致肠道微环境改变与引发代谢综合征

    代谢综合征是一系列与肥胖有关的代谢异常并可导致II型糖尿病和心血管疾病。目前认为其发生可能与胰岛素抵抗(IR)有关,目前已成为心内科和糖尿病医师共同关注的热点,但国内外至今对它的认识争议颇多。

    美国埃默里大学的Andrew Gewirtz等研究发现,肠道菌群在肥胖的产生过程中起到了重要作用;而TLR5(toll-like receptor,TLR)的缺失则会在这个过程中起到推波助澜的作用,导致代谢综合征的出现。TLR与固有免疫有关,TLR5在肠道细胞表达充分,其主要作用是识别并结合在肠道细菌的运动器官鞭毛上,在对大多数肠道病原体的控制中,TLR5扮演着交通警察的角色,没有它,通常无害的肠道菌就会异常活跃并且大量繁殖。研究表明,当肠道菌群大量繁殖,将会引发炎症状态,炎症信号会激发代谢综合征的产生,因而会引起体重增加、血压升高、高胆固醇水平以及增加患糖尿病以及心脏病的风险。

    在本研究中,研究者发现敲除TLR5的20周龄的小鼠无论性别均比正常小鼠重20%。核磁共振显示这些敲除TLR5的小鼠内脏脂肪增多,同时血甘油三酯、胆固醇、血压均升高。离体实验显示干扰素-γ(interferon-γ,IFN-γ)与白介素1β(interleukin-1βb,IL-1β)含量升高。随后研究者观察到给予小鼠糖丸后其血糖水平升高,基线胰岛素水平升高,并且对外源性胰岛素反应不敏感。这些现象说明TLR5敲除小鼠血糖控制较差。

    鉴于TLR4在饮食诱导的代谢综合征中起到作用,研究者一开始认为TLR5在代谢综合征中也起到与之相似的作用并通过TLR4或TLR2发挥作用。但是TLR5缺乏的小鼠同样其TLR4或TLR2功能下降,所以不支持这种假设。同样的TLR跨膜复合物组件MyD88缺乏也并不增加代谢综合征的症状。所以,TLR5的机理可能与TLR4无关。

    另外一个思路就是肠道菌群可能对TLR5的失活起作用。TLR5已被证实在肠道细菌防御上起重要作用,TLR5缺陷的小鼠更易患炎症性肠病、结肠炎等。使用广谱抗生素杀灭大部分肠道细菌后,TLR5缺陷小鼠的“代谢综合征”症状好转。更重要的是,将TLR5缺陷小鼠的肠道细菌转移到正常小鼠,正常小鼠也表现出“代谢综合征”症状。

    总的来说,研究者认为在肠道初始接触到的微生物种类可能会对整个人体的代谢产生持续的影响。肠道细菌与宿主间细胞的相互作用至少是代谢综合征症状加重的原因之一。(编译:李秋实、贾玉华)

参考文献:《Science》2010;328:228-231

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