细菌淀粉酶能够通过阴道微生物组降解糖原

  裂解上皮细胞释放的糖原被认为是阴道内细菌的重要营养来源，然而，关于阴道细菌代谢糖原的机制尚不清楚，这项研究对来自阴道细菌中的六种糖原降解酶(GDE)进行了生化表征，发现它们可以使包括卷曲乳酸杆菌在内的阴道各种微生物分解糖原，提供了对可能塑造阴道微生物区系的新陈代谢的洞察。

  与其他部位的微生物群落不同，人类的健康阴道微生物群通常以乳酸杆菌为主，物种多样性低，向更多样化的厌氧微生物群落的转变与健康风险相关。细菌群落组成可分为5个群落状态类型(CSTs)。CST I-III和CST V分别由一种乳杆菌组成：卷曲乳杆菌(L.crispatus)、格式乳杆菌(L.gasseri)、惰性乳杆菌(L.iners)和詹氏乳杆菌(L.jensenii)。相比之下，CST IV由一组不同的厌氧和兼性厌氧微生物组成，包括加德纳氏菌、普雷沃特氏菌和低水平的乳杆菌。而裂解上皮细胞释放的糖原被认为是阴道中重要的营养源。很多阴道乳杆菌不能直接在糖原上生长，然而，阴道细菌代谢糖原的机制尚不清楚，只是有证据表明细菌和人类酶都有关。

  最近，发表在Nature Microbiology杂志上的一项题为Bacterial amylases enable glycogen degradation by the vaginal microbiome的系统性研究，对来自阴道细菌中的六种糖原降解酶(GDE)进行了生化表征，发现这些支链淀粉酶促进了包括淀粉酶缺乏的卷曲乳酸杆菌在内的各种阴道微生物在糖原上生存，维持阴道菌群结构。

  本研究发现纯化的细菌GDE支持L.crispatus在糖原上的生长，而且这些GDE的pH耐受性、底物偏好、分解产物和抑制敏感性等方面的不同。

  图1 纯化的细菌GDEs支持L.crispatus在糖原上的生长

  图2 不同阴道乳杆菌的GDEs产生独特的分解产物图谱

  阴道群落状态分析发现，编码这些GDE的基因在所有不同类别的CST中都存在，并且可转录。进一步的蛋白质活性分析表明，人类和细菌的GDE均存在于宫颈阴道液中，且具有活性。

  本研究的结果突出了需要用阴道细菌酶的详细生化特征来补充生物信息学分析的必要性。对阴道细菌GDEs活性的进一步了解将有助于未来探索阴道微生物群中的细菌糖原代谢及其对群落组成、稳定性和生态失调的贡献。

  参考文献DOI: 10.1038/s41564-023-01447-2