肠道细菌让大熊猫吃竹子也能胖乎乎

注：本文由Cell Press授权转载

大熊猫主要以竹子为食，但它们仍能胖乎乎。1月19日，研究人员在细胞出版社（Cell Press）旗下期刊Cell Reports上报告称，大熊猫肠道微生物群的变化，使它们在能食用新鲜有营养竹笋的季节，获得更多重量和储存更多脂肪。这使它们在只能吃缺乏营养的竹叶季节里弥补缺失的能量。

“这是我们第一次在大熊猫肠道微生物群与其表型之间建立起因果关系。” 论文第一作者、中国科学院动物研究所的黄广平说，“长期以来，我们知道大熊猫在不同季节有不同的肠道微生物群。很明显，它们在一年中能吃新鲜竹笋的时候更胖。”

由于食物供应的变化，许多动物的肠道细菌会经历季节性变化。例如，某些猴子在夏天吃新鲜的树叶和水果，而在冬天吃树皮，它们的肠道微生物群在不同季节是不同的。生活在坦桑尼亚的现代狩猎采集者哈扎人身上也能观察到类似的变化，因为他们可获得的食物类型全年都在变化。

几十年来，由魏辅文院士领导的这个研究小组，致力于研究生活在中国秦岭山区的野生大熊猫。在一年中的大部分时间，这些动物以竹叶为食。但在春末夏初，它们可以吃到新发的富含蛋白质的竹笋。

黄广平说，与吃竹叶的季节相比，在吃笋的季节，这些野生大熊猫肠道中丁酸梭菌的水平要高得多。为了研究肠道微生物群变化是否影响大熊猫的新陈代谢，研究小组将野外收集的熊猫粪便移植到无菌鼠身上。然后，他们用以竹子为基础的食物喂这些小鼠。

研究人员发现，移植了吃笋季节大熊猫粪便的小鼠，比移植吃竹叶季节粪便的小鼠体重和脂肪明显增加。进一步分析表明，丁酸梭菌的代谢产物丁酸盐可以上调生物节律基因Per2的表达，从而增加脂质合成和储存。大熊猫肠道微生物群的季节变化与宿主的外周生物节律同步，进而调节了脂质代谢。

“对于濒危野生动物，我们不能直接对它们进行粪菌移植。该研究创造了一个研究大熊猫肠道微生物组的小鼠模型。”魏辅文说。

接下来，研究小组计划绘制出更多的大熊猫肠道微生物图谱，并找出它们在影响大熊猫健康方面的作用。“野生动物宿主表型及其肠道菌群的因果研究才刚刚开始。确定哪些细菌对动物有益是非常重要的，因为未来有一天我们可能要用益生菌治疗一些疾病。” 魏辅文说。

This work was supported by grants from the National Natural Science Foundation of China and the Strategic Priority Research Program of the Chinese Academy of Sciences.

Cell Reports , 作者Huang, Wang, and Li等：“Seasonal shift of the gut microbiome synchronizes host peripheral circadian rhythm for physiological adaptation to a low-fat diet in the giant panda”

文章URL ：https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(21)01707-1

DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.celrep.2021.110203