Nature子刊：膳食胆碱可降低代谢炎症、改善血糖，肠菌代谢物发挥关键作用
2025-12-12
4517
2型糖尿病，是当今世界上最常见的慢性疾病之一，全球约有5.3亿糖尿病患者，其核心特征之一是胰岛素抵抗和伴随的慢性低度炎症。近年来，随着西方饮食、肥胖流行率增加糖尿病发病率急剧攀升。
越来越多的研究显示，肠道菌群是连接饮食与代谢疾病的关键环节。三甲胺（TMA），是肠道菌群代谢胆碱、肉碱等产生的代谢物，与三甲胺-N-氧化物（TMAO）截然不同，TMA具有抗炎和改善代谢的作用。
2025年12月8日，英国伦敦帝国理工学院在" Nature Metabolism "期刊上发表了一篇题为" Inhibition of IRAK4 by microbial trimethylamine blunts metabolic inflammation and ameliorates glycemic control "的研究论文。
研究显示，膳食胆碱能在肠道中代谢为三甲胺（TMA），其通过抑制关键免疫激酶IRAK4，能显著改善高脂饮食诱导的代谢炎症和胰岛素抵抗，从而改善血糖控制，为2型糖尿病和肥胖的防治提供了潜在新靶点。
图：论文截图
在这项研究中，研究人员在小鼠模型、体外实验中，通过饮食干预、多组学分析、基因敲除等方法，分析了肠道菌群代谢物TMA对高脂饮食诱导的代谢炎症和胰岛素抵抗的影响。
结果发现，在小鼠模型中，膳食胆碱能显著改善高脂饮食诱导的代谢炎症和胰岛素抵抗。
进一步分析发现，膳食胆碱带来的益处完全依赖于肠道菌群将其转化为TMA，当阻断TMA合成时，胆碱的代谢保护作用消失，相反，小鼠直接补充TMA，可模拟胆碱的益处，即使在高脂饮食环境下，也表现出更好的胰岛素敏感性和更低的炎症水平。
体外实验进一步证实，在人类外周血单核细胞和原代肝细胞中，TMA能有效抑制LPS和棕榈酸诱导的炎症信号，表现出显著的抗炎作用。
图：论文截图
从机制上来讲，TMA能直接结合并抑制IRAK4激酶，该激酶是Toll样受体信号通路中的关键分子，参与感知细菌入侵和膳食脂肪引发的炎症反应，其过度激活是肥胖相关低度炎症的核心驱动因素。
通过高通量激酶筛选技术发现，TMA与IRAK4蛋白具有极高的亲和力，并能有效抑制其激酶活性。
此外，敲除或抑制IRAK4基因，在高脂饮食下，小鼠也表现出更好的血糖控制和更低的炎症水平。
研究团队指出，TMA与TMAO在代谢调控中扮演着截然不同角色，TMAO与心血管疾病风险密切相关，而TMA是一种强效的免疫调节分子，能够直接抑制炎症信号通路的核心激酶IRAK4。
总之，这项研究揭示了肠道菌群-激酶互作在代谢健康中的新机制，为未来开发基于IRAK4靶点的代谢性疾病治疗策略提供了理论依据，也为肥胖、胰岛素抵抗和2型糖尿病的干预提供了新靶点。
参考文献：
https://doi.org/10.1038/s42255-025-01413-8
