尽管营养是日常生活中的必需品，但它仍然是一个未解之谜。我们知道许多植物性食物对我们有益，但并不总是知道其中的原因。我们的微生物群落微生物群在我们摄入这些食物后帮助分解它们，也是一个未解之谜。微生物群落细菌究竟扮演了什么角色？发表在《细胞》杂志上的新研究表明，我们可以通过利用微生物群落微生物来分解一类被称为酚糖苷的植物化合物，从而从饮食中获得更多的益处。这些化合物将糖分子与一系列对人体健康有益的小分子结合在一起。
“植物制造这些分子有各种各样的原因——吸引授粉者、驱赶食草动物、杀死细菌。如果我们食用这些植物，这些分子会发生什么变化，又会如何影响我们？”
波士顿儿童医院传染病科和胃肠病学、肝病学及营养科的Seth Rakoff-Nahoum博士说道。
他的研究详细描述了不同微生物群落微生物如何使用多种特化酶来代谢特定的酚糖苷。这些酶通过切掉糖分子以供微生物自身利用，同时释放出小分子——这些小分子可能对我们有用。
值得注意的是，研究团队发现，其中一些小分子有助于调节微生物群落炎症，并促进对微生物群落病原体的抵抗力。Rakoff-Nahoum认为，这些发现可能会催生治疗炎症性肠病和严重微生物群落艰难梭菌感染的新方法。
为了探索微生物群落微生物群的营养作用，研究人员重点研究了拟杆菌属，这是人类微生物群落微生物群中的主要细菌群。他们系统地将七种酚糖苷喂给52株拟杆菌属和副拟杆菌属菌株，以观察哪些菌株最有效地分解这些化合物。
“我们了解到哪些微生物擅长代谢植物化合物以及它们使用的酶是什么，”Rakoff-Nahoum说。“然后我们在炎症性肠病和艰难梭菌感染的小鼠模型中展示了这些微生物如何释放免疫调节和抗结肠炎特性。”
在小鼠实验中，某些由拟杆菌酶释放的小分子选择性地抑制了艰难梭菌在微生物群落中的定植。一种有前景的分子是白藜芦醇。当它从其母体分子（多酚，大量存在于葡萄和红酒中）中释放出来时，它成为了一种抗生素，并在小鼠模型中抑制了艰难梭菌。
另一种化合物水杨苷，来源于柳树皮，作为阿司匹林的主要活性成分，在肝脏中转化为水杨酸。但在微生物群落中被拟杆菌激活后，它释放出水杨素，调节微生物群落稳态并平衡免疫反应。产生必要酶的拟杆菌属物种保护小鼠免受结肠炎的影响，而没有这种酶的物种则没有保护作用。单独的水杨素也有保护作用。
“我们给小鼠喂了来自柳树皮的水杨苷，发现它可以用来治疗炎症，”Rakoff-Nahoum说。“小分子保持完整且具有生物活性。这是利用你的微生物群来获得饮食的健康效果。”
研究人员希望看到他们的部分发现能在治疗模型中进行测试。治疗方法可以将植物酚糖苷与代谢它们的细菌酶或直接与细菌配对。Rakoff-Nahoum已为他们在IBD和艰难梭菌感染方面的工作申请了专利。
“在我看来，这篇论文开辟了一个领域，并有可能带来重大的治疗影响，”波士顿儿童医院胃肠病学、肝病学及营养科主任Scott Snapper博士说。
来源：
波士顿儿童医院
期刊参考：
Kuziel, G. A., 等人 (2025). 微生物群落微生物群对膳食植物小分子的功能多样化。《细胞》。doi.org/10.1016/j.cell.2025.01.045。
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