震惊！微生物组竟然能“改造”脂肪酸，影响你的健康！

微生物组与宿主健康之间的关系一直是生命科学领域的热门话题。近年来，科学家们逐渐认识到，微生物组不仅在肠道中发挥重要作用，还通过其代谢产物与宿主的生理过程紧密相连。短链脂肪酸（SCFA）作为微生物代谢产物，已被广泛研究，它们在调节肠道菌群、免疫系统和能量代谢等方面具有重要作用。然而，SCFA的进一步代谢产物——N-酰基脂质，却一直被忽视。

N-酰基脂质是由脂肪酸通过酰胺键与胺类化合物结合形成的分子，广泛参与免疫调节、能量代谢等生理过程。尽管它们在细胞信号传导和免疫反应中具有潜在作用，但由于缺乏系统的检测方法，其结构多样性和生物学功能一直未能得到深入研究。此外，这些脂质在人体不同部位（如唾液、阴道、粪便、血液等）以及微生物培养中的分布情况也未被全面揭示。

随着代谢组学技术的不断发展，科学家们开始意识到，微生物组可能通过产生这些神秘的N-酰基脂质，对宿主健康产生深远影响。然而，由于这些脂质的种类繁多且结构复杂，传统方法难以对其进行全面鉴定和分析。因此，探索微生物组如何通过N-酰基脂质影响宿主健康，成为了一个亟待解决的科学问题。

2025年6月10日，加州大学圣地亚哥分校斯卡格斯药学院Pieter C Dorrestein及其团队在Cell在线发表题为“The microbiome diversifies long- to short-chain fatty acid-derived N-acyl lipids”的研究性论文，该研究开发MassQL工具创建N-酰基脂质谱库，分析2,700个公共代谢组学数据集，鉴定851种N-酰基脂质（其中777种未被现有数据库收录），发现短链脂肪酸（SCFA）衍生的N-酰基脂质普遍存在但未被充分研究，其水平受微生物、饮食及疾病（如糖尿病）影响，且与HIV感染及神经认知损伤显著关联。

图1 文献信息

肠道微生物组与饮食的双向关系

在该研究中，作者开发了质谱查询语言（MassQL），通过分析2700个公共代谢组学数据集（包含约12亿张质谱图）中挖掘出851种N-酰基脂质，筛选出符合N-酰基脂质碎片模式的谱图。作者设计了针对64种不同头部分子的查询，最终识别出 851种N-酰基脂质，构建了首个全面的MS/MS谱图库。其中，777种化合物未被现有脂质数据库收录，18%为短链脂肪酸衍生物。这些N-酰基脂质在人体不同部位（如唾液、阴道、粪便、血液等）以及微生物培养中均有分布。该谱库的构建极大提升了未来研究中这类分子的检测能力。通过培养71种人体肠道细菌，作者发现普氏菌（Prevotella）、梭菌（Clostridium） 等菌种能合成组胺和尸胺的短链酰化产物，进一步通过实验证实，添加组胺或尸胺后，某些细菌（如Collinsella aerofaciens）能高效生产N-酰基脂质，浓度可达微摩尔级别。此外，作者还发现这些脂质的水平受饮食、微生物定植以及疾病（如糖尿病）的影响。

通过分析HIV患者（PWH）和健康对照（PwoH）的粪便样本，作者发现组胺的短链衍生物（如histamine-C2:0、histamine-C3:0） 在HIV患者中显著升高，且与病毒载量正相关。尸胺的短链衍生物（如cadaverine-C2:0、cadaverine-C3:0） 与认知损伤相关，提示这类脂质可能参与HIV患者的神经炎症过程。体外实验显示，部分N-酰基脂质具有免疫调节功能，能够调控T细胞分化，例如，cadaverine-C5:0等促进调节性T细胞（Treg）的分化，可能抑制免疫过度激活。组胺的长链衍生物 抑制Th1细胞（抗病毒免疫的关键细胞），而短链尸胺衍生物与Th17细胞（维持肠道屏障）活性相关。

这项研究通过创新性的数据挖掘策略，系统揭示了微生物组衍生的N-酰基脂质的惊人多样性及其生物学意义。该研究所构建的MS/MS谱图库填补了代谢组学研究的空白，使以往被忽视的代谢产物得以被识别和研究。研究结果表明，N-酰基脂质在微生物组与宿主健康之间起到了重要的桥梁作用，其水平的变化与多种疾病相关。这一发现为理解微生物组如何影响宿主健康提供了新的视角。短链脂肪酸衍生的N-酰基脂质作为微生物代谢的新类别，其生物学功能研究才刚刚开始。未来，这些脂质有望成为连接微生物组与宿主健康的重要分子桥梁，为相关疾病的机制研究和生物标志物开发提供新思路。

参考文献：Helena Mannochio-Russo, Vincent Charron-Lamoureux, Martijn van Faassen, et al. The microbiome diversifies long- to short-chain fatty acid-derived N-acyl lipids. Cell.2025-06-10; DOI:10.1016/j.cell.2025.05.015.