研究问题

肠道内平衡中的神经肽调节

我们肠道中多样而稳定的微生物群落, 肠道菌群, 是保持我们健康的关键吗. 肠道菌群失衡会导致各种健康问题, 比如炎症性肠病, 自身免疫性疾病, 结肠直肠癌, 心血管疾病. 我们的研究表明一种叫做血管活性肠肽(VIP)的蛋白质, 在肠道中发现, 帮助调节肠道菌群的平衡. 它通过与一种叫做VPAC1的特定受体相互作用来做到这一点, 哪一种是肠道内的细胞和肠道内的特定免疫细胞. 肠道菌群, 肠细胞, 免疫细胞通过释放和接收化学信号来相互交流. 然而, 确定VPAC1如何影响肠道健康是具有挑战性的，因为它可以直接或间接地影响细胞通讯. 我们提出通过VPAC1在肠细胞中传递VIP信号影响特定基因的活性, 进而影响肠道微生物群的功能和肠道免疫细胞的平衡. 我们研究了肠道细胞中VIP缺乏和VPAC1缺失的小鼠. 我们将研究肠道微生物群的变化，并分析VPAC1的缺失如何影响肠细胞中的基因活性.

另外, 我们将研究VPAC1对肠道微生物群功能至关重要的时间和发育阶段, 肠细胞中的基因活性, 以及肠道中免疫细胞的平衡. 这项研究很重要，因为它有助于我们更好地了解像VIP这样的神经肽如何影响肠道健康及其对人类疾病的影响. 它也可能揭示神经肽作为身体和肠道微生物群之间必不可少的介质的新作用.

神经肽信号在肠道微生物群和宿主代谢之间架起跨王国交流的桥梁

肥胖是影响美国许多成年人的重大健康问题, 会导致2型糖尿病和心血管疾病等严重疾病. 它也给社会带来了沉重的经济负担. 研究表明，在我们的肠道中拥有多样化的微生物群落对保持良好的代谢健康至关重要. 这些微生物通过分解膳食纤维产生一种叫做短链脂肪酸(SCFA)的化学物质. 这些脂肪酸中的一种, 丙酸, 通过调节血糖水平来改善代谢健康, 胰岛素敏感性, 能量消耗, 还有减肥. 我们的研究小组发现，一种叫做血管活性肠肽(VIP)的神经肽调节着多种肠道微生物群. 当VIP不见了, 肠道菌群紊乱，短链脂肪酸水平降低, 导致细菌多样性减少. 在最近对老鼠的研究中, 研究发现，在神经毒素存在的情况下，富含丙酸的饮食不能激活一种叫做G6Pase的关键酶. 这表明肠道中的另一种神经递质可能需要丙酸盐才能发挥作用. 基于这些发现, 我们感兴趣的是询问VIP是否作为丙酸之间的中介, 肠道菌群产生的代谢物, 以及积极的代谢健康益处.

我们的研究表明，在我们的肠道中拥有多样化的微生物群落对我们的健康至关重要, 尤其是在肥胖和糖尿病等代谢疾病方面. 这些微生物产生的一种化学物质丙酸酯是有益的. 我们和其他研究人员发现VIP连接丙酸盐, 肠道微生物, 以及我们的整体健康. 他们在小鼠身上进行了实验，发现缺乏VIP的小鼠对丙酸盐的反应与正常小鼠不同. 这表明在药理学上激活VIP可能是一种潜在的治疗策略，可以减少人类的肥胖和相关的健康问题.