案例一：饮食、肥胖和肠道微生物组作为决定因素调节非人灵长类动物模型的代谢
英文标题：Diet,obesity,andthegutmicrobiomeasdeterminantsmodulatingmetabolicoutcomesinanon-humanprimatemodel
期刊：Microbiome（IF:14.605）
DOI：10.1186/s40168-021-01069-y
实验设计
研究背景
本研究旨在加深对饮食、肥胖和成年雌性非人类灵长类（NHPs）肠道菌群之间复杂相互作用的了解。受试者食用西方或地中海饮食，肠道微生物组结果按饮食和肥胖进行分组。
主要研究结果
1.西方和地中海饮食模式驱动肠道微生物群
饮食模式对微生物的物种丰富度无显著影响，但饲喂地中海饮食表现出更高的微生物均一度（图1A-C）。不同饮食模式的PCoA分析结果有分离现象（图1D）。西方饮食显著提高拟杆菌门丰度（图1F），但对厚壁菌门种群无影响（图1G）。而地中海饮食有更高的变形菌丰度（图1H）。
图1饮食是肠道微生物多样性的驱动因素
在种水平上，饮食显著改变了54种不同物种的丰度比例（图2）。
图2食用地中海饮食导致不同肠道菌群的显著差异
2.饮食模式对肠道微生物群的作用受肥胖程度的影响
肠道微生物种类以条形图展示（图3A），饮食和肥胖之间存在显著的相互作用。在地中海饮食中，肥胖的的猴子显示出L.animalis含量减少（图3B）；西方饮食喂养模式下，瘦型猴子的B.uniformis含量增加（图3C），肥胖的猴子显示出较高的Ruminococcuschampaneliensis（图3D）。
图3肥胖改变了饮食模式下的肠道菌群模式
3.非靶向代谢组学结果
西方饮食显示出较高的普雷沃氏菌属（P.copri）丰度，根据P.copri丰度，西方饮食的NHPs可分为两种不同的肠道类型，P.copriHIGH和P.copriLOW。对其尿液和血浆样本进行非靶向代谢组学研究。西方饮食喂养的P.copriHIGH多种尿液生物标志物升高，P.copriHIGH组血浆CMPF和尿囊酸水平显著升高（图4）。
图4以西方饲料喂养的受试者显示不同的尿液和血浆代谢物调节
研究结论
研究表明，饮食、肥胖是影响肠道细菌多样性的主要因素。结合代谢组学数据，西方饮食的NHPs中Prevotellacopri似乎介导了代谢功能障碍，说明食用西餐的P.copriHIGH群体可能具有患代谢类疾病的风险。
////////////////////////////
案例二：对超重和肥胖受试者进行地中海饮食干预可降低血浆胆固醇，并导致肠道微生物组和代谢组的变化，而与能量摄入无关
英文标题：Mediterraneandietinterventioninoverweightandobesesubjectslowersplasmacholesterolandcauseschangesinthegutmicrobiomeandmetabolomeindependentlyofenergyintake
期刊：Gut（IF：23.059）
DOI:10.1136/gutjnl-2019-320438
该文对具有肥胖受试者进行饮食方式的干预，利用宏基因组学、非靶代谢组学以及靶向代谢组学方法，深度探讨地中海饮食（MD）干预对具有代谢疾病受试者的代谢健康、肠道微生物群和全身代谢组的影响。有利于制定改善代谢健康的饮食策略。
1.地中海饮食降低了血浆胆固醇含量，并诱导肠道和全身代谢物的变化
MD干预4周后，膳食成分消耗水平发生变化。与ConD组相比，MedD组的每日膳食纤维摄入量显著增加了两倍，膳食蔬菜/动物蛋白比例显著增加了2.5倍（图1C，D）；饱和脂肪/多不饱和脂肪比例增加（图1E）；血浆总胆固醇（图1H）和高密度脂蛋白（HDL）-胆固醇显著降低。有趣的是，MD干预导致的血浆中胆固醇下降与地中海饮食的依从率成正比。
图1坚持地中海饮食(MD)，改变饮食和代谢变量
在干预期间，采用非靶代谢组检测了大约11000个代谢分子特征，与基线和ConD组相比，干预后MedD组的代谢谱发生明显改变（图2）。在MD干预后，尿液中一系列宿主衍生的短链和中链酰基肉碱显著减少，表明能量代谢的底物从脂肪转移到更为复杂的碳水化合物和蛋白质。
图2地中海饮食改变了肠道和全身代谢组
2.MD干预影响肠道微生物的组分和功能
前四周内随着MD依从性增加，MedD组的微生物相似性下降，说明MD诱导的肠道微生物组组成的重排（图4）。
图4地中海饮食（MD）影响肠道微生物组成
与基线值相比，在MD干预下MedD组粪便中总胆汁酸（BAs）浓度显著降低（图5A-C）。已知BAs可能与动脉粥样硬化，糖尿病和其他心脏代谢疾病有关。BAs比例下降最高的受试者，其Bilophilawadsworthia水平在干预4周后也显著下降（图5D）。
图5营养干预期间的粪便BAs浓度
尽管膳食纤维摄入量增加了2倍，但粪便中主要的短链脂肪酸浓度没有变化，支链脂肪酸（BCFAs）出现显著减少，如戊酸盐、异戊酸盐等（图6A-D），这些变化反映了植物性食品摄入量的增加。
图6MD干预可降低粪便支链脂肪酸（BCFA）浓度
研究表明，在保持能量摄入的同时，转换为MD饮食模式可降低血液胆固醇。MD可以将肠道微生物群改造为促进代谢和心血管健康的状态。这些发现对精准医疗和个性化营养时代的临床实践具有重要意义。
参考文献
[1]NewmanTM,ShivelyCA,RegisterTC,etal.Diet,obesity,andthegutmicrobiomeasdeterminantsmodulatingmetabolicoutcomesinanon-humanprimatemodel[J].Microbiome,2021,9(1).
[2]MeslierV,LaiolaM,RoagerHM,etal.Mediterraneandietinterventioninoverweightandobesesubjectslowersplasmacholesterolandcauseschangesinthegutmicrobiomeandmetabolomeindependentlyofenergyintake[J].Gut,2020,69(7):gutjnl-2019-320438.