饮食依赖性代谢物β-羟基丁酸调节肠道微生物群，减轻神经系统自身免疫疾病的探索

饮食可以在一定程度上预防自身免疫性疾病，但其是否通过宿主或肠道微生物群起作用仍不清楚。在此研究中，我们以生酮饮食（KD）作为模型，剖析了这些复杂的相互作用机制。研究发现，KD通过依赖于肠道微生物的机制，能够缓解实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）的小鼠模型——一种多发性硬化的实验模型。进一步的研究表明，通过补充生酮饮食依赖的宿主代谢物——β-羟基丁酸（βHB），可以减轻EAE症状，而在肠道中无法产生βHB的转基因小鼠则出现更为严重的疾病症状。此外，移植经βHB调节的肠道微生物群具有保护作用。研究还发现，乳酸杆菌的不同序列变异与体外实验中T辅助17细胞活性的降低相关。最后，我们分离出了一株Lactobacillus murinus（鼠乳杆菌）菌株，其能有效减轻EAE症状，其作用类似于通过βHB补充后富集的乳酸杆菌代谢产物——吲哚乳酸。因此，饮食通过调节宿主代谢改变了肠道微生物的免疫调节潜力，这强调了采用更综合的方法研究饮食、宿主和微生物群之间相互作用的意义。

近年来，饮食与肠道微生物对健康的影响备受关注，特别是在免疫系统相关疾病中。许多研究表明，特定饮食可以缓解多发性硬化症等自身免疫性疾病的症状。本研究着重探讨了生酮饮食生成的代谢物β-羟基丁酸（βHB）如何通过调节肠道微生物，帮助降低神经系统自身免疫疾病的炎症程度，进一步解析了饮食-宿主-微生物相互作用的机制。

最近发表在国际期刊《Cell Reports》上的一项研究报告（题为“A diet-dependent host metabolite shapes the gut microbiota to protect from autoimmunity”）中，加利福尼亚大学等机构的科学家们发现，生酮饮食能够促使小鼠肠道及其微生物产生两种特殊因子，从而缓解多发性硬化症的症状。如果该发现在人类中同样适用，那么这项研究可能为开发新的补充剂疗法提供了希望，从而治疗多发性硬化症及其他自身免疫性疾病。

1. β-羟基丁酸在保护免疫系统中的作用 研究指出，通过生酮饮食可以提升体内βHB水平，而βHB对自身免疫性脑脊髓炎（EAE）模型小鼠的保护作用需依赖于肠道微生物。在生酮饮食下，βHB不仅能够直接影响免疫细胞，还对肠道菌群产生选择性调节，促使有益菌群生长，从而减少T辅助细胞活性和炎症反应​

2. 微生物组转移的保护性效果 研究进一步证明，来源于生酮饮食小鼠的βHB调控肠道微生物组在转移到其他小鼠体内后，仍然显示出减轻神经炎症的效果。这表明βHB通过塑造肠道微生物来间接增强了小鼠免疫系统的保护能力

3. Lactobacillus murinus和吲哚乳酸的免疫调节作用 研究还分离出一种具有免疫调节能力的Lactobacillus murinus菌株，并发现该菌株生成的代谢物吲哚乳酸能够有效减少EAE模型中的炎症反应。通过补充该菌株或其代谢产物吲哚乳酸，小鼠的神经炎症症状显著减轻​

结论： 该研究揭示了生酮饮食产生的代谢物β-羟基丁酸如何通过调节肠道菌群，在减轻自身免疫性神经疾病方面发挥潜在保护作用。未来，基于βHB和肠道微生物的靶向干预可能会为治疗多发性硬化症等疾病提供新的途径，值得进一步深入研究。

参考文献：

Margaret Alexander, Vaibhav Upadhyay, Rachel Rock, et al. A diet-dependent host metabolite shapes the gut microbiota to protect from autoimmunity, Cell Reports (2024). DOI:10.1016/j.celrep.2024.114891