真菌盟友:肠道尖镰孢菌用‘代谢暗器’逆转脂肪肝

真菌盟友:肠道尖镰孢菌用‘代谢暗器’逆转脂肪肝

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来源:凡鑫
2025-05-07 11:36:28
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核心提示:肠道真菌尖镰孢菌(Fusarium foetens)通过分泌代谢产物FF-C1直接抑制宿主神经酰胺合成酶CerS6活性,减少神经酰胺积累,进而改善代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)。该机制揭示了真菌代谢产物靶向调控宿主代谢通路的新模式,为代谢性疾病治疗提供潜在策略。

肠道菌群成分已被证实与人类代谢性疾病相关。在影响人类健康的微生物因素中,肠道细菌与代谢性疾病的关联最为密切。尽管真菌作为肠道菌群的重要成员逐渐受到关注,但其在宿主健康和疾病中的作用及其分子机制仍不明确。优化肠道真菌的培养技术和培养基设计对于深入理解肠道微生态及宿主-菌群互作至关重要。

为探究肠道共生真菌的作用,本研究基于原位粪便环境培养开发了一种真菌分离方法,发现丝状真菌镰刀菌属(Fusarium spp.)能够适应结肠厌氧环境并在小鼠肠道中稳定定植。通过分析全球人类粪便真菌ITS测序数据,发现该菌种在人群中广泛存在。因此,进一步研究了肠道真菌是否在小鼠模型中影响代谢功能障碍相关脂肪性肝炎(MASH)的进展。

 

研究结果:

1)真菌分离与鉴定

开发了基于真菌分离芯片(FiChip)的优化原位培养系统(FOCUS-G),从中国五地志愿者粪便样本中分离出2137株真菌。

通过氧适应性实验,证实镰刀菌属是一类能够适应结肠厌氧环境的肠道丝状真菌。全球肠道真菌ITS数据分析表明,尖镰孢菌(F. foetens)在人类肠道中普遍存在。

实验显示,单次灌胃即可使无菌小鼠和SPF小鼠肠道成功定植F. foetens

2)机制解析

F. foetens通过抑制神经酰胺合成酶CerS6(神经酰胺生物合成的关键酶),改变宿主神经酰胺代谢,从而缓解小鼠MASH进展。

通过肠道特异性Cers6基因敲除和过表达实验,验证了CerS6F. foetens介导的MASH改善中的核心作用。

3)代谢产物功能

色谱分析发现,F. foetens产生的次级代谢产物FF-C1通过非竞争性直接结合抑制CerS6活性。

FF-C1Cers6fl/fl小鼠中可改善MASH,但在肠道Cers6敲除(Cers6ΔIE)小鼠中无效,进一步证实其作用靶点。

结论:开发了基于原位粪便环境培养的真菌分离方法,证实镰刀菌属可适应肠道厌氧环境。F. foetens通过次级代谢产物FF-C1抑制肠道CerS6活性,降低血清神经酰胺水平,从而逆转小鼠MASH进展。该研究揭示了宿主-真菌共生互作的生物学机制,证明真菌代谢产物可调控临床相关的宿主代谢通路,为代谢性疾病的治疗策略提供了新方向。

广东省科学院微生物研究所吴清平院士团队针对人体健康与肠道功能微生物做了多项研究,目前具有多株专利菌株,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,吴清平院士团队的多项研究均表明,肠道微生物与人体健康的各个方面都息息相关,益生菌在治疗相关疾病方面展现出了巨大的潜力。

参考文献:Zhou, S., Li, M., Wang, P., Guo, C., Zhang, J., Luo, X., Fan, Y.-C., Chen, E.-Q., Qi, X., Chen, J., Ye, L., Yuan, H.-Y., Yin, W.-B., Wang, K., Zheng, M.-H., Pang, Y., Qiao, J., & Jiang, C. (2025). A symbiotic filamentous gut fungus ameliorates MASH via a secondary metabolite-CerS6-ceramide axis. Science. https://doi.org/10.1126/science.adp5540 

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