Cell-揭示短双歧杆菌的定植与功能奥秘!

      在人体肠道这个复杂而又神秘的生态系统中，微生物群落犹如一个庞大的“微型社会”，对人体健康发挥着举足轻重的作用。其中，双歧杆菌作为婴儿期肠道微生物群的关键成员，宛如一颗璀璨的明星，备受科学界关注。自 1899 年法国学者 Tissier 从婴幼儿正常大便中首次发现双歧杆菌以来，百余年的研究历程不断揭示出其与人体健康千丝万缕的联系。

       双歧杆菌广泛分布于人体肠道内，在婴儿肠道中更是占据主导地位。诸多研究表明，双歧杆菌在婴儿营养摄取、免疫功能发育以及抵御感染等方面扮演着不可或缺的角色。在营养层面，它能够助力婴儿对母乳低聚糖等复杂碳水化合物的消化与吸收，为婴儿成长提供必要能量。然而，尽管双歧杆菌作为潜在的活生物疗法，在医疗保健领域展现出广阔的应用前景，吸引了众多科研人员投身研究，但当前我们对短双歧杆菌的认知仍存在诸多空白。

       2025 年 3 月 10 日，斯坦福大学的 Kerwyn Casey Huang教授团队联合爱尔兰国立大学的 Douwe van Sinderen 以及 Francesca Bottacini团队，在Cell上发表了题为：“Genome-scale resources in the infant gut symbiont Bifidobacterium breve reveal genetic determinants of colonization and host-microbe interactions”的研究论文。本研究构建了重要的婴儿肠菌——短双歧杆菌（Bb）的大规模基因组研究资源，揭示了Bb的定植机制和与宿主的相互作用，为深入理解Bb功能机制及开发益生菌疗法奠定基础；研究团队创建了高密度随机条形码转座子插入库（覆盖23万个插入位点），在多种体外扰动条件以及体内环境（小鼠和鸡的不同饮食条件下），评估各基因对Bb生长和定植的影响；研究进一步建立了覆盖1,462个Bb基因（占非必需基因的84%）的有序插入突变菌株集合，深入探索特定Bb基因的功能；利用这些资源，研究发现，Bb通过特定的碳水化合物利用能力实现肠道持久定殖，其中，棉子糖家族低聚糖（RFOs）支持Bb在成年肠道中的定植；研究还将Bb的免疫调节作用与其自身适应性联系起来，表明能调节宿主免疫的芳香族乳酸（如吲哚-3-乳酸）是Bb的代谢“废物”，生成这些小分子的代谢途径参与维持细菌自身氧化还原平衡，在Bb生长中发挥重要作用。

       这些研究成果为未来针对短双歧杆菌的研究提供了极为宝贵的资源和坚实的基础。一方面，为深入探究短双歧杆菌在婴儿肠道内的定植机制、与宿主的微观分子互作机制等关键科学问题指明了方向；另一方面，也为开发更高效、精准的基于短双歧杆菌的生物疗法和益生菌产品提供了重要的理论依据，有望在改善婴儿肠道健康、促进婴儿免疫系统发育等方面发挥重要作用，推动肠道健康领域的进一步发展 。广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队对益生菌与多种疾病中发现存在关联性，目前该团队已经成功筛选出多株专利菌株，如抗幽门螺杆菌的LP1Z、缓解高血压菌株61-2、抗皮肤老化功能的发酵乳杆菌XJC60、促进睡眠的植物乳杆菌L5等。该团队研究成果均有力证明了通过调节肠道微生物平衡，特定益生菌菌株在多种疾病方面具有巨大的开发潜力和广阔的应用前景。

     参考资料：Genome-scale resources in the infant gut symbiont Bifidobacterium breve reveal genetic determinants of colonization and host-microbe interactions.（DOI: 10.1016/j.cell.2025.02.010）