红肉富含肌红蛋白，和白肉相比，红肉因饱和脂肪含量高，摄取过多容易造成动脉阻塞，进而增加心血管疾病（CVD）与中风风险。过去研究已知红肉在人体中的代谢副产物：氧化三甲胺（trimethylamine N-oxide, TMAO），是增加罹病率的重要因子。
美国克里夫兰医学中心（Cleveland Clinic）研究，近一步指出红肉代谢物与心血管疾病之间的分子机制，他们发现特定肠道微生物群会将摄取肉类的中间代谢物转换为 TMAO 的前驱物，最终增加心血管疾病罹病机率；相反的，素食者罹病机率则较低。相关成果发表于《Nature Microbiology》。
特定基因群厌氧菌主导 TMA 代谢
肉碱（carnitine）是肉品中含有的天然物质，可协助将脂肪酸送入粒线体代谢。许多肠道微生物可将肉碱转换为 γBB（gamma-butyrobetaine），但很少微生物参与再将 γBB 代谢为 TMAO 的前驱物 TMA，本研究则指出进行此作用的微生物群，这会提高罹患心血管疾病风险。
该实验首先从近 3,000 名受试者血清样本分析 γBB 浓度，确认 γBB 浓度越高，患有心血管疾病、中风风险也提升。
为了解哪些微生物群参与致病因子 TMA 的代谢途径，研究团队接着以受试者粪便样本进行微生物培养，确认厌氧菌 Emergencia timonensis 是将 γBB 代谢为 TMA 的主要菌群。
他们再将 Emergencia timonensis 微生物群进行 RNA 定序，发现 6 个基因在 γBB 高浓度条件下基因表现量增加，这 6 个基因被命名为 gbu 基因簇（gene cluster）。其中，受试者粪便检体中微生物的 gbuA 基因表现与血清中 TMAO 成正相关，确认其参与红肉的 γBB 代谢过程。
饮食条件左右微生物的 gbuA 基因活性
本研究提出了摄取红肉与心血管疾病的关联性，与肠道微生物参与转换肉品的中间代谢产物紧密相关。也就是说，摄取红肉会提高微生物的 gbuA 基因表现量，进而生成可能罹患心血管疾病的致病因子。
相反的，本研究也发现随着受试者饮食条件转换成素食， gbuA 表现量便随之降低，这将是透过改变饮食习惯降低心血管疾病风险的可能做法。
参考资料：
1. Nature Microbiology, 2021; https://www.nature.com/articles/s41564-021-01010-x
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