文献解读|DPP-4i治疗诱导的肠道微生物群的改变可改善葡萄糖稳态

TITLE ：Alteration of gut microbiota induced by DPP-4i treatment improves

glucose homeostasis

译名：DPP-4i治疗诱导的肠道微生物群的改变可改善葡萄糖稳态

期刊：EBioMedicine

日期：2019年3月26日

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https://doi.org/10.1016/j.ebiom.2019.03.057

简述

本文通过 16S-rDNA 测序以分析DPP-4i 和阿卡波糖对高脂饮食 (HFD) 小鼠肠道菌群的影响。进行了从2 型糖尿病患者到无菌小鼠的粪便微生物群移植 (FMT)，以研究改变的微生物组对抗糖尿病作用的贡献的药物。最后进行了粪便代谢组学非靶向和靶向 GC-MS 分析，得出尽管DPP-4i 和 α-葡萄糖苷酶抑制剂都改变了肠道微生物组，但DPP-4i 的微生物组调节有助于其降血糖作用的结论。

结果概述

在我们目前的研究中，DPP-4i Sit 和 Sax 显着改变了肠道微生物群落的组成。Sit 和 Sax 的结构相似性仅为 26.6%，但它们对这里的微生物群落的影响是相似的。因此，DPP-4i 对肠道菌群的影响可能并不局限于某一家族，而是延伸至整个家族。DPP-4i 改变的肠道菌群可提高葡萄糖耐量；DPP-4i 增加了拟杆菌的丰度，由肠道微生物群介导的 DPP-4i 的降血糖作用可能主要与拟杆菌门和厚壁菌门有关，这表明调节葡萄糖代谢的潜在不同策略；DPP-4i 促进肠道微生物组的功能转变，这也可能有助于其降血糖作用。

部分主要结果

图1. DPP-4i 改变了HFD 小鼠肠道微生物群的组成。(a) 使用 PCA 对 ND (n = 6)、HFD (n = 8) 和 HFD_Sit (n = 8) 组进行聚类分析。(b) ND、HFD 和 HFD_Sit 组属水平物种丰度聚类的热图分析。(c) PCA 对 HFD (n = 8) 和 HFD_Sax (n = 7) 组的聚类分析。（ d ）HFD和HFD_Sax组属水平物种丰度聚类的热图分析。

图2.DPP-4i 改变的肠道微生物群改善了GF小鼠的葡萄糖耐量。(a) 在FMT 后 2 周的 GTT 期间测量定植小鼠的血糖浓度。(b) GTT 曲线的曲线下面积 (AUC)。（c）定殖小鼠的体重增加。(d-e) 在 FMT 后 2 周测量 GTT (d) 和 HOMA-IR (e) 期间的胰岛素分泌水平。

图3.DPP-4i 逆转了由HFD 诱导的细菌属的改变。(a-b) 维恩图 (a) 和条形图 (b) 显示高丰度的 4 个属（前30 个）因 HFD 而减少，但在 HFD_Sit 组中增加。(c-d) 维恩图 (c) 和条形图 (d) 显示高丰度的 8 个属（前 30 个）因 HFD 增加而在 HFD_Sit 组中减少。在A和C中，蓝色圆圈代表基于丰度排名前30 的属，红色圆圈代表HFD_Sit 组和HFD 组之间变化相反的属。

图4.DPP-4i 增加了 HFD 小鼠中拟杆菌的丰度。(a) ND、HFD 和 HFD_Sit 组中细菌门的相对丰度。（b）每组中拟杆菌的相对丰度。（c）基于每组中的相对丰度的厚壁菌门与拟杆菌门的比率。

图5.DPP-4i 促进肠道微生物组的功能转变。(a) 使用 PCA 分析基于粪便代谢物对 HFD 和 HFD_Sit 组进行聚类分析。(b) HFD 和 HFD_Sit 组中粪便代谢物模式的热图分析。热图显示了两组之间 109 种显着变化的代谢物。(c) 基于变化代谢物的 KEGG 通路富集分析。 (d) HFD 和 HFD_Sit 小鼠粪便样本中琥珀酸盐的相对含量。(e) 给 GF 小鼠喂食 HFD 并在饮用水 (2.5%) 中给予琥珀酸盐6周。在琥珀酸盐处理后的 GTT 期间测量血糖浓度。(f) GTT 曲线的 AUC。