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消化嘎吱嘎吱作响的小动物时，首先会听到其坚硬的保护层–外骨骼–发出的磨擦声。圣路易斯华盛顿大学医学院的一项以小鼠为对象的新研究发现，虽然听起来很难吃，但这层坚硬的外骨骼可能对新陈代谢有好处。
由病理学和免疫学助理教授史蒂文-范-戴肯领导的研究人员在小鼠身上发现，消化甲壳素（昆虫外骨骼以及蘑菇和甲壳类动物外壳中的一种丰富的膳食纤维）会调动免疫系统。活跃的免疫反应与体重增加较少、体脂减少和抵抗肥胖有关。
“肥胖是一种流行病，”Van Dyken 说。”我们吃进体内的食物对我们的生理机能和食物代谢方式有着深远的影响。我们正在根据所学到的有关饮食如何影响免疫系统的知识，研究抵制肥胖的方法。
这项研究发表在9月7日的《科学》杂志上。
众所周知，免疫系统能保护人体免受各种威胁，包括细菌、病毒、过敏原甚至癌症。研究人员发现，免疫系统的一个特殊分支也参与了甲壳素的消化。摄入甲壳素后胃部胀气会激活一种先天性免疫反应，引发胃部细胞加速产生能分解甲壳素的酶，即甲壳素酶。值得注意的是，甲壳素不溶于水，无法溶解在液体中，因此需要酶和苛刻的酸性条件才能消化。
该研究的第一作者、博士后助理研究员 Do-Hyun Kim 在缺乏肠道细菌的无菌小鼠身上进行了实验。他的研究结果表明，几丁质能在没有细菌的情况下激活免疫反应。
“我们认为几丁质的消化主要依赖于宿主自身的几丁质酶，”Van Dyken 说。”胃细胞通过一个我们称之为适应的过程来改变它们的酶输出。但令人惊讶的是，这一过程是在没有微生物输入的情况下发生的，因为胃肠道中的细菌也是降解几丁质的几丁质酶的来源”。Van Dyken 指出，在有肠道细菌的小鼠中，饮食中的几丁质改变了下胃肠道的细菌组成，这表明肠道细菌在食物离开胃后也会适应含有几丁质的食物。
研究小组发现，当几丁质激活免疫系统但未被消化时，对小鼠肥胖的影响最大。喂食高脂肪食物的小鼠也摄入了几丁质。有些小鼠缺乏产生几丁质酶来分解几丁质的能力。与不吃甲壳素的小鼠和吃了但能分解甲壳素的小鼠相比，吃了甲壳素但不能分解甲壳素的小鼠体重增加最少，体脂测量值最低，而且不易肥胖。
如果小鼠能分解几丁质，它们在新陈代谢方面仍会受益，但它们会通过过度生产几丁质酶来适应，以便从几丁质中提取营养物质。
Van Dyken 和他的团队下一步计划在人类身上跟进他们的发现，目标是确定是否可以在人类饮食中添加几丁质，以帮助控制肥胖。
“我们有几种抑制胃几丁质酶的方法，”他说。”将这些方法与含甲壳素的食物搭配，可能会对代谢产生非常实际的益处。
Kim D.-H、Wang Y、Jung H、Field RL、Zhang X、Liu T.-C、Ma C、Fraser JS、Brestoff JR 和 Van Dyken SJ。胃中的 2 型免疫回路控制着哺乳动物对饮食甲壳素的适应。科学2023 年 9 月 7 日。DOI: 10.1126/science.add5649
本项目的部分资金由华盛顿大学伯斯基人类免疫学中心和免疫疗法项目、华盛顿大学医学院支持的华盛顿大学细胞成像中心（WUCCI）、华盛顿大学儿童发现研究所和圣路易斯儿童医院提供。路易斯儿童医院（CDI-CORE-2015-505、CDI-CORE-2019-813）；巴恩斯犹太医院基金会（3770、4642）；以及由美国国立卫生研究院（NIH）资助的华盛顿大学风湿病研究资源中心（P30 AR073752）；美国国立卫生研究院（NIH）资助，资助号：DP5 OD028125、R01HL148033、R01AI176660、R21AI163640；伯乐惠康基金（Burroughs Wellcome Fund）资助，资助号：CAMS 1019648；韩国国家研究基金会（National Research Foundation of Korea Award）资助，资助号：NRF-2020R1A6A3A03037855。
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原文由医学院发布
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