格拉茨医科大学 Moissl-Eichinger 团队揭示人类肠道古菌胞外囊泡关键特征

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来源：优在生物

2026-05-28 10:52:59

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核心提示：该团队首次发现并鉴定四种人体肠道产甲烷古菌分泌的胞外囊泡，揭示其形态、蛋白与代谢物组成特征，证实囊泡可被巨噬细胞摄取并引发宿主细胞特异性免疫应答。

肠道微生物通过胞外囊泡实现宿主与菌群间的信号交流。细菌胞外囊泡的功能已被广泛研究，但人类肠道古菌释放的胞外囊泡组成与作用仍不明确。这一认知缺口限制了对古菌调控宿主健康机制的理解。

肠道古菌是人体微生物组稳定组分。甲烷短杆菌与甲烷球形菌在人群中检出率超九成，古菌可影响肠道代谢与菌群互作，但其介导交流的分子机制尚未被系统解析，非嗜热人体共生古菌的囊泡形成也未见报道。

2025 年 6 月 3 日，奥地利格拉茨医科大学 Christine Moissl-Eichinger 团队在 Nature Communications 发表题为Proteomic and metabolomic profiling of extracellular vesicles produced by human gut archaea的研究论文。

正文

该团队首次发现并鉴定四种人体肠道产甲烷古菌分泌的胞外囊泡，揭示其形态、蛋白与代谢物组成特征，证实囊泡可被巨噬细胞摄取并引发宿主细胞特异性免疫应答。肠道古菌胞外囊泡富含黏附素样蛋白与特定代谢物，可介导古菌与宿主的免疫互作。该发现填补了人体古菌胞外囊泡研究空白，为肠道微生态与宿主互作提供新视角。

研究人员选取四株人体肠道来源产甲烷古菌开展实验，包括史密斯甲烷短杆菌 ALI、史密斯甲烷短杆菌 GRAZ-2、肠道甲烷短杆菌及斯塔氏甲烷球形菌。团队优化分离与纯化流程，通过电镜与纳米颗粒跟踪分析表征囊泡基础特性。结果显示古菌胞外囊泡呈球形，平均直径约 130 纳米，大小与形态和细菌胞外囊泡相近。四株菌的囊泡浓度、蛋白、核酸与脂质含量存在株间差异，其中肠道甲烷短杆菌来源囊泡尺寸最大，史密斯甲烷短杆菌 GRAZ-2 来源囊泡尺寸最小。该部分实验明确了人体肠道古菌具备稳定分泌胞外囊泡的能力。

为解析古菌胞外囊泡的分子载荷特征，团队针对人体肠道优势古菌史密斯甲烷短杆菌 ALI 与肠道甲烷短杆菌开展蛋白质组与代谢组分析。蛋白质组结果显示，两种古菌囊泡共享大量蛋白，且黏附素及黏附素样蛋白在囊泡中显著富集，占比达 20%，远高于菌体细胞膜组分。代谢组检测发现，囊泡中富含游离谷氨酸、天冬氨酸与甘油磷酸胆碱，其中肠道甲烷短杆菌囊泡的谷氨酸与天冬氨酸水平显著升高。这些代谢物具备神经调控与细胞增殖调节潜能。团队进一步验证，古菌胞外囊泡可被人巨噬细胞有效摄取，具备穿透宿主细胞的能力。

团队利用巨噬细胞与肠上皮细胞系评估囊泡的免疫调控活性，检测 23 种细胞因子与趋化因子的表达水平。结果表明，不同古菌来源囊泡可引发株特异性免疫应答。在巨噬细胞中，史密斯甲烷短杆菌 GRAZ-2 与斯塔氏甲烷球形菌囊泡显著诱导 CXCL9，两种史密斯甲烷短杆菌囊泡强烈触发 CXCL11。在肠上皮 HT-29 细胞中，所有古菌囊泡均高水平诱导 CX3CL1，肠道甲烷短杆菌囊泡可特异性强烈诱导促炎因子 IL-8 分泌。上述结果证实，古菌胞外囊泡是介导肠道古菌与宿主免疫对话的关键介质。