十分之一的美国人患有2型糖尿病，这是一种严重的代谢性疾病。这是一种影响身体如何代谢葡萄糖的疾病，葡萄糖是一种能量的主要来源。这种疾病曾经被称为成人发病型糖尿病。这种糖尿病经常与肥胖有关。
对于一些人来说，这意味着他们的身体对胰岛素没有做出应有的反应。相反，它与胰岛素的作用相抵抗。胰岛素是一种由胰腺产生的激素，有助于糖进入细胞。当胰腺在疾病的后期阶段被磨损时，个人无法产生足够的胰岛素以保持其血糖水平在正常范围内。
在这两种情况下，血糖水平都会上升，如果被忽视，其后果会削弱几个重要的器官--有时是严重的甚至是致命的。超重，通常是由于摄入过多的脂肪和糖，加上很少的体育锻炼而导致的，是2型糖尿病的主要风险因素。
为了研究早期系统性胰岛素抵抗背后的过程，美国国家癌症研究所的Andrey Morgun、Natalia Shulzhenko和Giorgio Trinchieri创造了一种被称为多器官网络分析的新型分析方法。科学家们想知道哪些器官、生物途径和基因参与其中。
这项研究结果发表在《实验医学杂志》上，它证明了某种肠道微生物如何导致白色脂肪组织含有巨噬细胞--与胰岛素抵抗相关的大型免疫系统细胞。在人体中，白色脂肪组织是脂肪的主要类型。
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“我们的实验和分析预测，高脂肪/高糖饮食主要作用于白色脂肪组织，推动微生物群相关的能量合成过程的损害，导致系统性胰岛素抵抗，”俄勒冈州立大学药学院制药科学副教授Morgun说。“以针对脂肪组织巨噬细胞的胰岛素抵抗的方式改变病人的微生物群的治疗方法可能是2型糖尿病的一种新的治疗策略。”
人类的肠道微生物组具有超过10万亿个微生物细胞，来自大约1000个不同的细菌种类。
Morgun和俄勒冈州立大学卡尔森兽医学院的副教授Shulzhenko在早期的研究中开发了一种计算方法，transkingdom网络分析，预测控制与特定疾病（如糖尿病）有关的哺乳动物基因表达的特定类型的细菌。
Shulzhenko说：“2型糖尿病是一种全球性的流行病，预计在未来10年内诊断的数量将持续增加。所谓的‘西方饮食’--饱和脂肪和精制糖含量高--是主要因素之一。但是肠道细菌在调解饮食的影响方面发挥着重要作用。”
在这项新研究中，科学家们依靠transkingdom网络分析和多器官网络分析。他们还在小鼠身上进行了实验，观察了肠道、肝脏、肌肉和白色脂肪组织，并检查了肥胖人类患者的白色脂肪组织巨噬细胞的分子特征--哪些基因正在表达。
Morgun说：“由西方饮食诱发的糖尿病的特点是微生物群依赖性的线粒体损伤。脂肪组织在系统性胰岛素抵抗中具有主导作用，我们对脂肪组织巨噬细胞的基因表达程序和与胰岛素抵抗有关的关键主调节器进行了表征。我们发现，西方饮食所富含的Oscillibacter微生物会导致胰岛素抵抗的脂肪组织巨噬细胞的增加。”
然而，研究人员补充说，Oscillibacter很可能不是他们所确定的关键基因--Mmp12--表达的唯一微生物调节器，而且Mmp12途径虽然明显起作用，但可能不是唯一的重要途径，这取决于哪些肠道微生物的存在。
Shulzhenko说：“我们以前的研究表明，Romboutsia ilealis通过抑制胰岛素水平而使葡萄糖耐量恶化，这可能与2型糖尿病的更晚期阶段有关。”
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