核心提示:在多发性硬化症患者中已经观察到肠道微生物群相关的色氨酸代谢失调。然而,确定这种明显的代谢重塑与肠道微生物群的个别成分之间的直接机制联系仍然具有挑战性。
在多发性硬化症患者中已经观察到肠道微生物群相关的色氨酸代谢失调。然而,确定这种明显的代谢重塑与肠道微生物群的个别成分之间的直接机制联系仍然具有挑战性。先前的研究已经表明,肠道共生菌和假定的益生菌物种罗伊氏乳杆菌的定植,意外地增强了宿主对实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)的敏感性,这是一种多发性硬化症的小鼠模型。为了确定潜在的机制,近日发表在《Microbiome》的研究《Lactobacillus reuteri tryptophan metabolism promotes host susceptibility to CNS autoimmunity》对共生的Reuteri乳杆菌分离物的基因组进行了表征,并结合体外和体内的代谢组分析、饮食底物的调节和肠道微生物群的操作。
该研究将膳食色氨酸代谢为免疫调节吲哚衍生物所需的酶在罗伊氏乳杆菌基因组中富集,包括araT,fldH和amiE。此外,罗伊氏乳杆菌单培养物和罗伊氏乳杆菌定植小鼠血清的代谢物分析显示犬尿氨酸的消耗和多种已知和新型色氨酸衍生的芳烃受体(AhR)激动剂和拮抗剂的产生,包括吲哚醋酸酯,吲哚-3-乙醛酸,色胺,对甲酚和多种咪唑衍生物。从功能上讲,罗伊氏乳杆菌依赖的EAE恶化需要饮食中的色氨酸,而剥夺饮食中的色氨酸会抑制疾病活动和中枢神经系统的炎症T细胞反应。从机制上讲,罗伊氏乳杆菌色氨酸衍生的代谢物激活了AhR并增强了T细胞产生IL-17。
该研究发现,罗伊氏乳杆菌等特定肠道共生微生物对膳食色氨酸的代谢可以意外地促进实验性自身免疫性疾病。对罗伊氏乳杆菌基因组和代谢组的分析揭示了色氨酸分解代谢的多种代谢武器库,色氨酸生物利用度的限制改善了EAE,降低了吲哚衍生物的丰度,并调节了CNS靶向的T细胞反应。结合对MS患者的新兴研究,证明细菌色氨酸代谢失调,该研究证实了该代谢轴的因果作用,并为鉴定致病物种、其遗传途径和潜在的下游代谢物提供了机制基础。