MM. Carter, X. Zeng, CP. Ward, M. Landry, D. Perelman, T. Hennings, X. Meng, AM. Weakley, AV. Cabrera, JL. Robinson, T. Nguyen, S. Higginbottom, HT. Maecker, ED. Sonnenburg, MA. Fischbach, CD. Gardner, et al. (2025). "A gut pathobiont regulates circulating glycine and host metabolism in a twin study comparing vegan and omnivorous diets." medRxiv.

DOI: 10.1101/2025.01.08.25320192 | PubMed 39830242

[국문 제목]
장내 병원성 미생물이 채식과 잡식 식단을 비교한 쌍둥이 연구에서 순환 글리신 및 숙주 대사를 조절하는 기전

[Abstract]
Metabolic diseases including type 2 diabetes and obesity pose a significant global health burden. Plant-based diets, including vegan diets, are linked to favorable metabolic outcomes, yet the underlying mechanisms remain unclear. In a randomized trial involving 21 pairs of identical twins, we investigated the effects of vegan and omnivorous diets on the host metabolome, immune system, and gut microbiome. Vegan diets induced significant shifts in serum and stool metabolomes, cytokine profiles, and gut microbial composition. Despite lower dietary glycine intake, vegan diet subjects exhibited elevated serum glycine levels linked to reduced abundance of the gut pathobiont Bilophila wadsworthia. Functional studies demonstrated that B. wadsworthia metabolizes glycine via the glycine reductase pathway and modulates host glycine availability. Removing B. wadsworthia from a complex microbiota in mice elevated glycine levels and improved metabolic markers. These findings reveal a previously underappreciated mechanism by which diet regulates host metabolic status via the gut microbiota.

[초록 국문번역]
배경: 제2형 당뇨병과 비만 같은 대사 질환은 심각한 전 세계적 건강 부담을 초래한다. 채식 기반 식단(plant-based diets)에는 비건 식단을 포함하여 유리한 대사 결과와 연관되어 있지만, 근본적인 기전은 여전히 불분명하다.
방법: 동일한 쌍둥이 21쌍을 대상으로 한 무작위 임상시험에서, 우리는 비건 식단과 잡식성 식단(omnivorous diets)이 숙주 대사체(host metabolome), 면역 체계(immune system), 그리고 장내 미생물군집(gut microbiome)에 미치는 영향을 조사했다.
결과: 비건 식단은 혈청 및 분변 대사체, 사이토카인 프로파일, 그리고 장내 미생물 구성에 유의미한 변화를 유도했다. 식이 글리신 섭취가 낮음에도 불구하고, 비건 식단 참가자들은 혈청 글리신 수치 증가를 보였으며 이는 장내 병원성 세균(gut pathobiont)인 Bilophila wadsworthia의 풍부도 감소와 연관되었다. 기능 연구에 따르면 B. wadsworthia는 글리신 환원효소 경로(glycine reductase pathway)를 통해 글리신을 대사하며 숙주의 글리신 가용성을 조절한다. 마우스 모델에서 복잡한 미생물군집으로부터 B. wadsworthia를 제거하자 글리신 수치가 상승하고 대사 지표가 개선되었다.
결론: 이러한 발견은 식단이 장내 미생물군집을 통해 숙주의 대사 상태를 조절하는, 이전에 과소평가되었던 메커니즘을 밝혀준다.