食物的多樣化一直是被提倡的一種健康飲食習慣。然而，最近來自加拿大拉瓦爾大學魁北克心肺研究所的研究團隊發現混合蛋白質來源飲食——一種常見于西式飲食習慣的營養攝入方式（mixed protein source mirroring that found in the western diet）卻會通過干預腸道菌群加劇肥胖及胰島素抵抗。這一研究成果于2021年6月發表在Nature Communications上。

Feeding diversified protein sources exacerbates hepatic insulin resistance via increased gut microbial branched-chain fatty acids and mTORC1 signaling in obese mice. Nat Commun. 2021; 12(1): 3377.

主要研究結果

1. 實驗設計

單一蛋白質及混合蛋白質組成差異

2. 表型觀察

通過動物實驗，發現高脂高糖飲食下，混合蛋白質來源進一步加劇肥胖及胰島素抵抗。

體重及糖耐受情況

3. 腸道菌群變化

對腸道菌群的組成及代謝物檢測發現，無論是飲食干預的早期還是后期，腸道微生態都發生了明顯的差異?；旌系鞍踪|能夠顯著降低部分腸道菌群如Akkermansia muciniphila的含量，提升短鏈脂肪酸尤其是支鏈脂肪酸的含量。

混合蛋白質飲食干預2周后菌群及代謝物差異

混合蛋白質飲食干預12周后菌群及代謝物差異

4. 糞菌移植及抗生素驗證

分別對無菌小鼠移植單一蛋白質飲食及混合蛋白質飲食干預的小鼠糞便后，研究人員發現不同的菌群確實加劇了高脂高糖引起的肥胖及胰島素抵抗。

糞菌移植后的表型及菌群差異

同樣，使用抗生素干預后，不同蛋白質飲食造成的差異也隨之消除。這些結果都說明了腸道菌群在混合蛋白質來源加劇肥胖及糖尿病的過程中起到了重要的作用。

抗生素干預后不同飲食下的短鏈脂肪酸含量變化

5. 混合蛋白質來源作用分子機制

通過對小鼠肝臟胰島素相關信號通路的蛋白質表達及磷酸化修飾檢測發現，混合蛋白來源可激活肝細胞的mTORC1/S6K1相關信號通路，并增加肝細胞的葡萄糖產生及胰島素抵抗。此外，通過體外驗證也確認了支鏈脂肪酸能夠誘導肝細胞發生類似的通路及表型變化，進一步確認了飲食-菌群-代謝物-信號通路-表型這一調控邏輯鏈。

小鼠肝臟的混合蛋白質飲食信號通路響應

體外添加支鏈脂肪酸驗證肝臟細胞的表型及通路變化

研究小結

本文通過系統的腸-肝軸研究再次揭示了飲食干預對于腸道菌群及生理表型的巨大影響力。不同于以往的高脂高糖等飲食模型，本文重點關注了不同蛋白質組成的影響，說明合理的飲食設計的關注點不僅僅針對大類營養元素的均衡，而是應該從更全面更系統的角度考慮。