科學研究 - 孕期多喫食物纖維促進胎兒代謝機能，出生後孩子不易肥胖

東京農工大學研究生院農學研究院應用生命化學系的木村鬱夫教授等與慶應義塾大學藥學部的長谷耕二教授等人組成的研究團隊發現，母親懷孕期間腸道細菌產生的短鏈脂肪酸會影響胎兒的發育，而且與嬰兒出生後的代謝功能和肥胖症抑制有關。

研究團隊首先在普通環境下和無菌環境下分別飼養妊娠小鼠。爲使兩組幼鼠出生後成長環境相同，利用代理者母親在普通環境下餵養兩組剛出生的幼鼠。斷奶後讓幼鼠攝取高脂肪食物。發現在無菌環境下飼養的母鼠產下的幼鼠會隨着成長變成重度肥胖，出現高血糖和高血脂等代謝症候群病徵（圖1）。普通環境下妊娠期間食用不含食物纖維飼料的母鼠產下的幼鼠也觀察到了相同的病徵。妊娠期間食用富含食物纖維的飼料的母鼠產下的幼鼠則不容易肥胖。研究發現，母體的腸道細菌會分解食物纖維，產生大量短鏈脂肪酸，其中一部分經由血液進入了小鼠胎兒活體內。

圖1：沒有腸道細菌的無菌母鼠產下的幼鼠（A）會隨着成長變成重度肥胖（B），出現高血糖和高血脂（C）等代謝症候群病徵

在此之上，研究團隊又給無菌飼養和低食物纖維飼料飼養的妊娠小鼠飼料中，添加了短鏈脂肪酸之一的丙酸，幼鼠的肥胖被抑制。這表明，妊娠期間母鼠的腸道菌羣產生的短鏈脂肪酸能預防出生後的幼鼠肥胖。

有趣的是，小鼠胎兒的交感神經、腸道和胰臟大量表達短鏈脂肪酸的接受者GPR41和GPR43。小鼠胎兒沒有腸道細菌，所以不能自己產生大量短鏈脂肪酸。因此，研究團隊認爲，小鼠胎兒組織中的GPR41和GPR43是爲了感知來自母體腸道的短鏈脂肪酸。研究發現，短鏈脂肪酸激活胎兒的GPR41和GPR43後，會促進神經細胞、GLP-1陽性腸道分泌細胞和胰腺β細胞分化。從而，出生後的幼鼠的代謝和內分泌系統能正常發育。透過改善成長程序中的能量代謝，會形成不易肥胖的體質。

這些發現表明，孕期母體的腸道環境對後代新陳代謝決定以生活方式病預防至關重要。此次發現從新的角度詮釋了都哈理論（DOHaD），即母體的腸道環境與孩子的生活方式病息息相關。藉助此次的研究成果，還有望透過對母體進行飲食介入和營養管理來實施干預醫療和預防醫學，以及以腸道代謝產物及其生物接受者爲靶標開發新型代謝性疾病冶癒藥物（圖2）。