Cell子刊:大熊貓告訴你,頓頓吃素,為啥還是胖?

若說冬奧會人氣最旺的“頂級流量”,非吉祥物冰墩墩莫屬。這隻將可愛與時尚無縫融合的科技感大熊貓,引爆了國民熱情,亦獲得了全世界的關注和喜愛,搶購其周邊衍生產品一時成為風潮,出現“一墩難求”現象。

Cell子刊:大熊貓告訴你,頓頓吃素,為啥還是胖?

早在冬奧開幕式之前,多個冰墩墩相關詞條就登上了熱搜,冰墩墩超話升至體育超話排行榜第一名,線上奧林匹克官方旗艦店的相關周邊也早早售罄。

日本記者辻岡義堂因喜愛冰墩墩走紅網路,英國記者格雷厄姆參加到“排隊求墩”的長龍里,就連摩洛哥親王也帶回了一對冰墩墩。

大熊貓呆萌可愛、憨態可掬,它們不僅是中國喜愛的“國寶”,世界各國人民也非常喜愛。像荷蘭,為求得大熊貓,曾央求中國15年;還有英國、美國等很多國家,民眾都以貴賓級待遇迎接“熊貓外賓”。

但是,為什麼大熊貓一直以高纖維素的竹子為食,它們卻能保持圓潤的體態,究竟是哪個環節出了問題?

2022年1月18日,中國科學院動物研究所魏輔文院士在Cell Reports上發表的研究揭開了大熊貓吃素也胖乎乎的奧秘。

研究發現,大熊貓的腸道菌群會出現季節性變化,在營養豐富的竹筍時期,幫助它們增重並儲存更多脂肪,這能彌補只吃竹葉時帶來的營養缺乏。

Cell子刊:大熊貓告訴你,頓頓吃素,為啥還是胖?

https://doi。org/10。1016/j。celrep。2021。110203

研究人員從長期監測的秦嶺大熊貓種群中選取了一組健康的野生大熊貓進行了研究。發現在一年中,大熊貓在大多數時間都在吃竹葉,但在春末夏初,會吃蛋白質含量豐富的竹筍。

在吃筍的季節,熊貓體重顯著增加,丁酸梭菌的相對丰度較高

研究人員對秦嶺地區8只野生大熊貓糞便樣中6,322個蛋白質進行了鑑定,其中1,054個蛋白質在不同季節有明顯的表達差異。在吃筍季節上調的245個蛋白質和吃葉子季節上調的809個蛋白質與代謝途徑有關。

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大熊貓腸道微生物組結構和功能的季節性變化

進一步的分析表明,產生丁酸鹽的微生物丁酸梭菌(C。butyricum)在食筍季節的含量更高,這讓大熊貓對竹筍中的粗纖維降解消化更加充分。研究人員表示,這跟大熊貓在吃筍期體重顯著增加的現象相匹配,證明吃筍期是大熊貓補充能量和營養物質的關鍵時期。

接受吃筍季節熊貓微生物群的GF小鼠增加了更多的脂肪

隨後研究人員進行了糞便微生物群移植(FMTs):將吃葉季節或吃筍季節產生的新鮮糞便分別移植到GF(germ-free)小鼠體內。

21天后發現在SFMT(吃筍季節採集的大熊貓糞便移植組)和LFMT(吃葉季節採集的大熊貓糞便移植組)小鼠之間的脂肪攝取量沒有顯著差異。然而,SFMT小鼠往往比LFMT小鼠攝取更多的蛋白質。即儘管飲食量相同,但移植了竹筍季熊貓糞便的小鼠增重更快、脂肪含量更多。

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LFMT和SFMT小鼠的表型特徵

丁酸鹽可使宿主肝臟晝夜節律同步,增加脂質生成

對此,研究人員猜測可能與丁酸梭菌的代謝物丁酸鹽有關。

為了驗證這一點,研究人員用丁酸鹽飼餵沒有移植外來腸道菌群的小鼠,發現這些小鼠的磷脂合成代謝功能顯著增強,加速脂質合成和儲存。

進一步的分析顯示,丁酸梭菌的代謝產物丁酸鹽可以上調一種叫做Per2的晝夜節律基因的表達,這種基因可以增加脂質的合成和儲存。大熊貓腸道微生物群的季節性變化使宿主外周的晝夜節律同步,以調節脂質代謝。

接下來,該團隊計劃找出熊貓腸道中更多的微生物,並找出它們在影響動物健康方面的作用。研究員說:“對野生動物的外形和腸道微生物群的因果研究才剛剛開始。確定哪些細菌對動物有益是非常重要的,因為有一天我們可能會用益生菌治療一些疾病。”

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