炎症性肠病（IBD)是一种全球范围内高发的慢性肠道疾病，主要表现为肠道炎症、屏障功能受损和菌群失调。肠道屏障是人体抵御病原体和毒素的第一道防线，由肠道上皮细胞和紧密连接蛋白（如ZO-1、Occludin）构成。一旦这道屏障被破坏，就会导致“肠漏”现象，毒素进入血液，诱发全身性炎症。目前IBD的治疗手段有限，亟需开发新的干预策略。近年来，益生菌因其调节肠道菌群、修复屏障功能的潜力，成为研究热点。

 2025年，浙江大学动物科学学院单继忠教授团队在《iMeta》期刊发表题为“Enhancement of gut barrier integrity by a Bacillus subtilis secreted metabolite through the GADD45A-Wnt/β-catenin pathway”的研究论文，首次系统揭示了枯草芽孢杆菌及其代谢物HMP在修复肠道屏障中的作用机制。

 1. 枯草芽孢杆菌减轻LPS诱导的急性肠道损伤

研究采用LPS诱导的小鼠急性肠道损伤模型。结果显示，提前灌胃枯草芽孢杆菌14天的小鼠，血清中炎症因子（TNF-α、IL-6、IL-1β）显著下降，肠道绒毛结构得到恢复，紧密连接蛋白ZO-1和Occludin的表达上调。

2. 枯草芽孢杆菌重塑肠道菌群，增加有益菌丰度

16S rRNA测序显示，枯草芽孢杆菌处理后，有益菌如阿克曼菌（Akkermansia）、拟杆菌（Bacteroides）等的丰度显著上升，而有害菌如脱硫弧菌（Desulfovibrio）减少。相关性分析表明，阿克曼菌的丰度与紧密连接蛋白表达呈正相关，与炎症因子水平呈负相关。

3. 保护作用主要来自代谢物，而非活菌本身

研究发现，热灭活的枯草芽孢杆菌效果不如其培养上清液。体内外实验均证实，枯草芽孢杆菌分泌的代谢物才是修复肠道屏障的关键。其中，代谢物HMP（2-羟基-4-甲基戊酸）被筛选为最关键的活性分子。

4. HMP显著增强紧密连接蛋白表达

在IPEC-J2和Caco-2细胞中，HMP处理显著上调ZO-1和Occludin的蛋白表达。小鼠实验中，HMP灌胃14天后，LPS诱导的腹泻症状减轻，肠道绒毛结构恢复，紧密连接蛋白表达回升。

图 HMP处理IPEC-J2细胞的ZO-1/Occludin蛋白条带//蛋白条带灰度值统计

 5. 机制：HMP通过GADD45A-Wnt/β-catenin通路发挥作用

研究首次发现，GADD45A是调控肠道屏障功能的新关键分子。HMP可激活GADD45A，进而激活下游Wnt/β-catenin信号通路，促进紧密连接蛋白表达。 GADD45A敲除小鼠肠道绒毛变短、紧密连接蛋白减少。并且过表达GADD45A可恢复LPS诱导的屏障损伤。与此同时，使用Wnt激动剂BML-284可挽救GADD45A敲低引起的屏障功能下降。

该研究首次系统证明：枯草芽孢杆菌通过其代谢物HMP，激活GADD45A-Wnt/β-catenin通路，增强肠道紧密连接蛋白表达，修复肠道屏障功能，减轻LPS诱导的急性肠道损伤。该研究不仅揭示了枯草芽孢杆菌作为益生菌在IBD等肠道疾病中的治疗潜力，也为开发基于微生物代谢物（后生元）的新型干预策略提供了科学依据。

参考文献：Liu, Shiqi, Peiran Cai, Wenjing You, Mingshun Yang, Yuang Tu, Yanbing Zhou, Teresa G. Valencak, Yingping Xiao, Yizhen Wang, and Tizhong Shan. 2025. “Enhancement of Gut Barrier Integrity by a Bacillus subtilis Secreted Metabolite Through the GADD45A-Wnt/β-Catenin Pathway.” iMeta4, e70005. https://doi.org/10.1002/imt2.70005IF: 33.2 Q1