張貼日期
2022-03-14 00:00:00.0
主旨
腸道微生物幫助條紋地松鼠度過冬眠
公告內容
哺乳動物的冬眠是因應冬季食物短缺的一種策略，但長期禁食可能導致氮源缺乏，進而影響到身體中蛋白質平衡。然而對一年中有6個月時間在冬眠的條紋地松鼠(Ictidomys tridecemlineatus)而言，儘管不吃不動卻沒有造成肌肉質量和功能的損失，近期美國威斯康辛大學麥迪遜分校研究團隊利用同位素標定法及腸道菌相分析，發現腸道菌對冬眠動物的可能貢獻。研究小組在夏季及冬眠前期與後期此三個階段的特定時間點內將穩定同位素標記的尿素(13C, 15N-urea)注入每隻松鼠腹腔中，並隨後追踪了該分子的動向。觀察到具有尿素分解力的腸道微生物組可將尿素氮結合到宿主吸收的代謝物中，這些循環氮重新結合再進入到條紋地松鼠的蛋白質庫中。在冬末長時間禁食後，尿素氮的再循環效率最大，此時腸道組織中的尿素轉運蛋白(UT-Bs)豐度和微生物組中的尿素酶基因豐度最高。這些結果揭示了冬眠期間腸道微生物組發揮的功用是參與尿素的分解並將尿素氮再循環利用，而這類尿素分解細菌促進的蛋白質合成增加可能是維持冬眠松鼠蛋白質平衡和肌肉保存的關鍵，並提出了尿素氮循環可能也是有助於其他單胃動物蛋白質平衡的機制。這也激起了科學家的另一種想法是：對目前用於益生菌配方的其他細菌進行基因改造，使它們表現尿素酶基因，而使接受者個體增加可用以構建新蛋白質的必要材料。雖然冬眠動物的研究結果不能一對一地轉化為人類生理學，但研究極端情況下動物的因應之道，或可作為分析人類面臨某種挑戰的模型。
參考文獻
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2. Stevenson, T. J., K. N. Duddleston and C. L. Buck. Effects of season and host physiological state on the diversity, density, and activity of the arctic ground squirrel cecal microbiota. 2014. Appl. Environ. Microbiol. 80: 5611–5622.
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