茶多糖+P4013B协同作战:结肠炎微生态治疗迎来“1+1>2”新方案
肠道不仅是消化食物的场所,更是一个复杂的“生态社区”,其中包含了数万亿的细菌、真菌等微生物。这些微生物共同构成了肠道菌群,它们在维持肠道健康、调节免疫系统和抵御疾病中起着关键作用。近年来,科学家发现肠道菌群失与多种疾病相关,包括炎症性肠病(IBD),种以慢性肠道炎症为特征的疾病,主要分为克罗恩病和溃疡性结肠炎。IBD的发病率在全球范围内逐年上升,尤其在快速工业化国家如中国和印度增长显著。目前,虽然已有药物用于治疗IBD,但副作用、复发率和经济成本仍是难题。因此,科学家们将目光转向了微生物疗法,尤其是通过调节肠道菌群来恢复健康平衡的策略。近期,Nature Communications发表的一项重要研究,揭示了肠道真菌葡萄牙棒孢酵母(Clavispora lusitaniae)P4013B 菌株及其代谢产物在结肠炎治疗中的关键作用,为该疾病的治疗提供了全新的思路与方案。
研究团队通过炎症性肠病队列宏基因组分析与结肠炎小鼠模型相结合的研究方法,对P4013B菌株的抗炎效应展开了系统探究。结果发现,P4013B菌株的抗炎作用并非直接作用于肠道炎症部位,而是通过其代谢产物吲哚-3-乙醇(IEt)激活机体的芳香烃受体(AHR)信号通路,进而实现缓解结肠炎的效果。这一信号通路的激活至关重要,结肠转录组分析与功能实验均证实,一旦敲除Ahr基因或加入AHR拮抗剂,P4013B菌株的抗炎作用便会完全丧失,充分证明了AHR通路是其发挥作用的核心机制。
在菌株定植实验中,研究人员发现了一个关键现象,P4013B菌株在IBD患者体内呈现显著耗竭状态。而在常规小鼠、抗生素处理小鼠以及无菌小鼠中进行P4013B活菌定植后,三类小鼠的结肠炎症状均得到明显改善,肠道炎症水平显著降低,同时肠道屏障功能也得到了有效修复。这一结果表明,P4013B菌株的定植对于维持肠道健康、抵御结肠炎具有重要意义,其在肠道内的缺失可能是IBD发生发展的重要因素之一。
为了明确P4013B菌株发挥作用的具体物质基础,研究团队采用AHR活性指导的分离策略,成功鉴定出IEt是该菌株代谢产物中关键的AHR激动剂。实验证实,IEt能够以剂量依赖的方式激活AHR通路,并且在野生型小鼠中能够重现P4013B菌株缓解结肠炎和修复肠屏障的作用,但在Ahr敲除小鼠中则无法实现这一效果,进一步验证了IEt通过AHR通路发挥作用的特异性。
深入的机制研究还发现,P4013B菌株中的丙酮酸脱羧酶是合成IEt的关键酶。基于这一发现,研究人员构建了高表达该酶的工程菌,该工程菌能够高效生产IEt,并且在动物实验中同样展现出了显著的缓解结肠炎的效果。这一突破为通过合成生物学手段优化益生菌治疗效果提供了可行路径,有望推动结肠炎治疗药物的产业化发展。
在探索增强P4013B菌株治疗效果的过程中,研究团队进行了草本多糖筛选,最终发现茶多糖是一种理想的益生元。茶多糖能够显著促进P4013B菌株在肠道内的定植,同时还能提高其代谢产物IEt的产量。当P4013B菌株与茶多糖联合使用时,其抗结肠炎的效果得到了进一步增强,形成了“益生菌+益生元”的协同治疗模式。这种协同作用不仅提升了治疗效果,还为临床治疗方案的制定提供了更多选择,有望实现个性化、高效化的治疗目标。
该研究不仅首次揭示了肠道真菌P4013B菌株及其代谢产物IEt治疗结肠炎的分子机制,填补了肠道真菌在炎症性肠病治疗领域的研究空白,还为相关药物的研发提供了重要的靶点和候选菌株。高产量IEt工程菌的成功构建,以及茶多糖与 P4013B菌株的协同增效作用,为后续临床转化奠定了坚实基础。
未来,随着研究的进一步深入,有望开发出以P4013B菌株、IEt或其工程菌为核心的新型治疗药物,结合茶多糖等益生元的协同作用,为炎症性肠病患者提供更安全、更有效的治疗方案,同时也为肠道微生态调控在疾病治疗中的应用开辟新的方向。这项研究的成果不仅具有重要的科学价值,更有望为广大结肠炎患者带来新的治疗希望。
参考文献:Fan Wu, Yan Wang, Zhenpeng Mai, et al. Human intestinal fungus Clavispora lusitaniae attenuates colitis through Pyruvate decarboxylase-derived Indole-3-ethanol. Nature Communications.2025-11-13;16(1):9980.doi:10.1038/s41467-025-64914-w.
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