作者:高福记生物  发布时间: 2024-10-21

肠道菌群是长期存在于人体肠道内的微生物。其种类繁多，人体内肠道微生物种类约1000种；数量庞大，肠道内的微生物群高达1000万亿。肠道菌群是一个稳定的群落, 在人类生命周期的不同阶段其结构和功能会发生改变，与人体健康和疾病发展有着密切的关系。而科学家一直在寻找人体肠道内的“核心菌群”或“关键菌群”，并期望找出菌群之间互作的关系。

后生元，调节人体肠道“基石功能群”

和“病生功能群”的平衡并维持机体健康

2024年10月7日，上海交通大学/美国罗格斯大学赵立平教授、上海交通大学附属上海市第一人民医院彭永德教授、上海交通大学张晨虹研究员、启东市人民医院施羽主任医师担任共同通讯作者，在Cell 发表题为A core microbiome signature as an indicator of health的重磅研究。该研究基于系统生物学和生态学原理，提出了一个新的微生物组研究框架，通过自主研发的高分辨率微生物组数据挖掘平台，整合了涵盖不同地域、种族、疾病的38项肠道菌群研究数据，首次鉴定出对维持人体健康具有关键作用的两个核心功能群——“基石功能群”和“病生功能群”（图1）。

“基石功能群”，定义为能够生成对宿主有益的代谢产物，比如短链脂肪酸、一些维生素和各种人体需要的物质。当它占据主导地位时，肠道菌群的净输出就以这些有益的代谢物为主，让肠道环境更有利于宿主的健康。另一个功能群被称为“病生功能群”，是一个促炎的菌群。当它占据主导地位时，肠道的净输出会偏向于对宿主不利的物质，比如引起炎症的抗原，硫化氢、吲哚等可能对内分泌有破坏作用的物质。因此，菌群的净输出到底是以支持健康的有益物质为主，还是以破坏健康的促炎物质为主，其实就取决于这两个功能群谁占优势。

该研究发现的肠道菌群的两个核心功能群，相互依存且相互竞争，这种“此消彼长”的关系并非简单的数量变化，而是更为复杂的非线性关系。有点像阴阳鱼太极图，不是一个把另一个消灭，而是你升我降的动态变化（图2）。

同时，研究提出的“两个竞争功能群”（TCG）模型为个性化定量评估菌群失调和肠道健康，提供了全新的通用标准，对推进微生物组精准医学和精准营养的发展具有重要意义。

该研究的主要贡献者赵立平教授接受采访也提出，从营养学的角度来看，肠道的基石功能群要想占据生态优势，必须从饮食中获取所需的能量来源，也就是复杂碳水化合物，或者膳食纤维、多糖。通过消耗这些营养成分，基石功能群得以生长壮大、在肠道占据优势，产生短链脂肪酸，在维持肠道生态和人体健康中发挥作用。而病生功能群的能量来源主要是肠道分泌的黏蛋白、脱落的死细胞，它们把黏蛋白的糖链切下来，作为生长所需要的碳水化合物。也就是说，饮食并不直接调控病生功能群，而是通过影响基石功能群，间接地影响病生功能群。

近年来，后生元作为一种快速起效、易于使用、用途广泛的新型生物成分，受到了各行业的青睐。例如，添加酵母提取物，旨在改善面部皮肤屏障、抗衰老的护肤产品；具备养胃、改善便秘功能的软饮料；改善猫狗消化的宠物食品等，其中不乏国际知名品牌选择后生元。选择优质的后生元原料，对传统产品进行买点升级，刺激消费者购买，是当下产品同质化的大背景下，建立新卖点、杀出重围的有效途径。

高福记生物专注益生菌22年，是国内少数自主掌握益生菌全产业链的企业。公司自主研发的后生元营养素植物乳植杆菌LP220，通过前期系列的研究发现，其富含益生菌小肽、短链脂肪酸、细菌素等代谢物，可以促进肠道菌群中的“基石功能群”生长，比如双歧杆菌属、丁酸球菌属、丁酸弧菌属等有益菌（图3），抑制“病生功能群”的生长，比如变异链球菌、幽门螺杆菌等病生菌（图4），能够确保基石功能群的多样性和生态优势，使其在肠道占据主导地位，形成一个稳固且强健的微生态系统，促进机体的健康与自护力的提高。

【Gut Microbes】尿蛋白通过肠道-微生物群-肝轴介导尿石素A

缓解慢性酒精相关性肝病

近日，西北农林科技大学学者在微生物顶级期刊《Gut Microbes》发表论文MUP1 mediates urolithin A alleviation of chronic alcohol-related liver disease via gut-microbiota-liver axis（Q1，IF=12.2）。该研究阐明了尿蛋白1MUP1通过微生物代谢物尿石素A通过肠道-微生物群-肝脏轴缓解ALD的因果机制，值得关注。

研究背景

肝脂肪变性被认为是酒精相关性肝病(ALD)的早期阶段，近90%的酒精使用障碍患者会发生肝脂肪变性。随着疾病进展，炎症和水肿蔓延至整个健康肝实质，导致酒精相关性脂肪性肝炎、纤维化、肝硬化，并最终导致肝衰竭。

越来越多的研究表明，肠道微生物群的组成和功能失衡(称为生态失调)可通过肠道-微生物-肝脏轴与肝脏代谢的相互作用加剧ALD的进展。即使在ALD的早期阶段，饮酒也可导致肠道通透性升高，从而导致肠漏综合征。越来越多的人认识到，肠道渗漏是过量饮酒的结果，而肠源性脂多糖(LPS)的易位是ALD发病的关键危险因素。与健康人相比，酒精中毒、酒精性肝炎和肝硬化患者的血流中细菌产物水平升高。具体而言，饮酒仅会增加ALD患者(尤其是有轻度症状的患者)的循环微生物双脱氧核糖核酸(dDNA)。此外，酒精喂养的小鼠和ALD患者均表现出与饮酒相关的肠道菌群失调和肠道细菌过度生长。因此，调节肠道菌群及其代谢产物的稳态可作为预防和治疗ALD的一种有前景的策略。

浆果和石榴等水果富含鞣花丹宁(ET)和鞣花酸(EA)等多酚类化合物，对人体健康有显著的积极影响。肠道菌群将EA代谢为尿石蛋白，其中UA表现出优于其他尿石蛋白类型的抗炎和抗氧化特性，其生物安全性已在人体中得到证实。有研究提出UA在调节胰岛素抵抗、肥胖和肝功能方面发挥关键作用。此外，UA可增强肠道屏障功能并发挥抗炎作用，从而促进肠道整体健康。最近的证据强烈支持尿酸和肠道微生物群之间的相互作用。这些研究的总体发现强调了肠道微生物代谢在促进UA的生物活性方面的关键作用，表明了UA在改善ALD方面的潜在疗效。然而，UA对ALD的保护作用尚不清楚，而且关于肠道菌群在介导UA调节ALD的作用中的确切作用也存在很大的知识缺口。基于这些前提，该研究了ALD的治疗策略，旨在阐明涉及肠道菌群的潜在机制。

研究内容

1 作者建立了一个慢性酒精小鼠模型，通过喂食雄性 C57BL/6J 小鼠对照流质饮食（Ctrl 组）或酒精流质饮食 14 周（Alc UA 组）或不含（Alc 组）UA 治疗组，发现UA可减轻ALD相关的代谢紊乱并通过上调 MUP1 来缓解酒精诱导的肝内质网应激；

2 作者发现UA能够通过恢复酒精诱导的肠道屏障损伤和肠道微生物组失调且以微生物群依赖性方式缓解酒精性肝病；

3 作者进行了FMT粪便移植，发现肠道菌群介导 MUP1 的激活以缓解 ALD；

4 B. sartorii、P. distasonis、A. muciniphila及其衍生的丙酸介导肝脏 MUP1 的激活。

研究结论与意义

该研究表明，UA通过调节肠道-微生物-肝脏轴表现出显著的缓解ALD的疗效。机制上，UA显著提高了B. sartorii, P. distasonis和A. muciniphila的丰度，从而增加有益代谢产物丙酸来激活MUP1，从而抑制内质网应激以缓解ALD。本研究中富含UA的肠道菌群、血清代谢物和肝脏靶点具有作为生物标志物的潜力，从而为未来ALD的干预或药物靶点的发展做出重要贡献。

作者简介

王敏，女，1967年12月生，三级教授、博士生导师，西北农林科技大学食品科学与工程学院食品营养与健康系主任，分子营养与健康食品创新研究室主任，康奈尔大学农业与生命学院访问学者，兼任农业部燕荞产业体系营养与加工团队专家，陕西小杂粮产业体系加工岗位科学家，西北农林科技大学小宗粮豆研究中心特邀教授，美国食品科学技术学会食品科技专家研究会（IFT）会员，中国营养学会会员，陕西农业经济学会副会长，陕西省生理科学会理事、陕西省饮食营养协会副会长，陕西省食品科学技术学会会员、陕西省药理学会中药药理委员会委员等职。 

刘志刚，博士，教授，博士研究生导师。入选国家级人才，德国“洪堡学者”，美国“康奈尔大学唐氏·康奈尔-中国学者”， “陕西省高校科协青年人才托举计划”，曾任美国康奈尔大学食品科学系客座教授。现任西北农林科技大学食品科学与工程学院食品营养系副主任，食品营养与预防医学教研室主任，兼任德国人类营养研究所访问研究员、 Frontiers in Aging Neuroscience 杂志副主编。研究方向：食品营养与人类健康。

 Lan Gong是新南威尔士大学圣乔治医院和圣乔治&萨瑟兰临床学院微生物组研究中心的高级研究员，研究肠道微生物组在胃肠道疾病中的作用，特别是肥胖相关的肝病的免疫发病机制，如非酒精性脂肪性肝病，非酒精性脂肪性肝炎和肝癌。这些广泛的项目利用多组学技术，包括宏基因组学、蛋白质组学和代谢组学来分析来自临床队列和动物模型的样本。

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