《The Journal of Nutrition》：Distinct gut microbiota signatures characterize glucoregulatory effects of prenatal choline and betaine in Wistar rat offspring
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本刊推荐：为探究孕期关键微量营养素对子代长期代谢健康的影响机制，研究人员系统评估了孕期补充胆碱及其衍生物甜菜碱对Wistar大鼠子代糖代谢调控系统及肠道菌群的重编程作用。研究发现，两种营养素均能显著降低子代体重和摄食量，提升结肠GLP-1浓度和粪便丁酸盐水平，并通过机器学习鉴定出Akkermansia和Adlercreutzia等菌属作为预测代谢功能的关键微生物标志物。该研究为生命早期营养干预改善糖代谢紊乱提供了新的菌群-宿主互作视角。
在当代代谢性疾病高发的背景下，生命早期营养干预被视为改善子代长期健康的前沿策略。其中，胆碱作为必需营养素，在北美孕妇群体中普遍摄入不足，而其氧化衍生物甜菜碱的生物学效应尚未被充分探索。尤其值得关注的是，这两种甲基供体与肠道微生物群的互作如何影响子代糖代谢调控，仍是科学界的知识盲区。此前研究提示，过量叶酸会引发子代性别特异性代谢异常，而胆碱可能具有拮抗作用，但相关机制尤其是菌群-激素轴的作用路径仍不明确。
为破解这一难题，加拿大圭尔夫大学研究团队在《The Journal of Nutrition》发表最新成果，通过精细设计的动物实验模型，首次系统揭示孕期胆碱与甜菜碱补充对子代肠道菌群特征和糖代谢的深远影响。研究采用孕期Wistar大鼠补充模型（0.25%胆碱/甜菜碱饮水），子代断奶后接受12周高脂饮食诱导，综合运用16S rRNA测序、短链脂肪酸定量、激素检测及机器学习预测等关键技术。特别值得注意的是，研究通过嵌套交叉验证（Nested Cross-Validation）构建微生物-代谢物预测模型，为菌群功能研究提供新范式。
1.10. 母体摄食与出生结局
整个妊娠期母鼠的饮食饮水量无组间差异，新生子代血糖水平亦未受干预影响，表明代谢表型差异源于发育编程而非母体摄入偏差。
1.11. 子代体重与摄食量变化
胆碱与甜菜碱组子代呈现显著代谢优势：雌性体重降低8%（p < 0.0001），雄性降低7%（p < 0.01），摄食量同步下降7-10%。这种持续12周的效应提示孕期甲基营养素可能通过中枢饱腹感调控产生长远影响。
1.12. 空腹糖代谢指标与胰岛素敏感性
空腹血糖呈现显著处理效应（p < 0.0001），雌性子代中胆碱与甜菜碱组均降低30%，雄性仅甜菜碱组降低25%。更具启发性的是性别异质性反应：雌性子代补充组胰高血糖素降低25%，而雄性未见变化；胰岛素敏感性指数（QUICKI）在两组补充子代中均提升6%，且雌性整体敏感性高于雄性4%（p < 0.0001）。这种性别二态性为精准营养干预提供重要线索。
1.13. 肠道与循环GLP-1浓度
结肠GLP-1浓度在补充组显著提升50%（雌性）和40%（雄性），而血浆GLP-1仅在雄性甜菜碱组升高80%，提示甲基营养素主要增强肠道局部激素分泌而非系统循环水平。雌性基础GLP-1水平高于雄性的现象，可能与性别特有的肠内分泌细胞活性相关。
1.14. 菌群属水平差异丰度
通过偏误校正微生物组分析（ANCOM-BC）发现显著性别特异性菌群重塑：雌性甜菜碱组Faecalibaculum和Eggerthellaceae富集3.3倍和1.6倍；雄性胆碱组Akkermansia和Bifidobacterium升高2.7倍和2.3倍，甜菜碱组更引发多菌属协同增殖（Akkermansia 3.6倍，Adlercreutzia 2.6倍）。这种菌群响应的营养素特异性和性别差异性，揭示出复杂的宿主-微生物共进化关系。
1.15. 粪便丁酸盐浓度
两组补充子代粪便丁酸盐浓度一致提升40%（p < 0.0001），且无性别差异。这种功能代谢产物的稳定升高，为菌群-宿主互作提供实体物质基础，暗示不同菌群结构可能通过代谢功能收敛实现相似生理效应。
1.16. 嵌套交叉验证模型
机器学习模型证实菌群组成对代谢表型具有预测力：丁酸盐预测模型精度r=0.48（p < 0.001），结肠GLP-1预测r=0.34（p < 0.05）。关键预测菌属Akkermansia和Adlercreutzia与甜菜碱暴露高度重叠，提示该衍生物可能通过特异性菌群调控强化肠-胰轴功能。
研究结论深刻阐释了发育起源健康与疾病（DOHaD）理论的新维度：孕期甲基营养素补充可通过重塑子代肠道菌群，增强丁酸盐-GLP-1轴功能，进而改善糖代谢稳态。特别值得注意的是，甜菜碱在雄性子代中表现出比胆碱更广泛的代谢益处，包括更强的血糖调控和循环GLP-1提升，这为非必需营养素的编程效应提供新证据。研究所建立的菌群-代谢物预测模型，不仅为营养干预提供生物标志物，更启示未来可针对Akkermansia等关键菌属开发精准微生态制剂。尽管研究存在未解析激素双向调控、缺乏餐后反应评估等局限，但其揭示的“营养-菌群-激素”三维互作网络，为代谢性疾病的早期防治开辟了新的路径。
