Gut Microbes | 人肠道卵形拟杆菌代谢膳食纤维的机制
发布时间：2023-07-21
纤维素是植物细胞壁的主要成分之一，是一种广泛存在的复合多糖，由β1,4-糖苷键连接的葡萄糖组成。科学常识表明食草动物可以利用纤维素，而人类似乎不能完全消化利用纤维素。纤维素在肠道的上消化道中既不被消化也不被吸收，只能通过肠道末端的纤维素分解细菌与宿主之间建立的共生关系来降解。尽管其数量很少，但纤维素分解细菌在纤维素降解中起着至关重要的作用。这些细菌的缺失不仅会影响肠道微生物群落组成，还会影响宿主的能量供应和健康状况，在结直肠相关疾病中影响尤甚。
到目前为止人源分离的纤维素降解细菌仅有一株，并且研究报道该分离菌株仅能将长链的纤维素降解为纤维寡糖，是否继续可以被降解成葡萄糖被人肠道菌群或者人体利用并不知晓。纤维二糖作为纤维素来源的最小寡糖，其在体内的蓄积会进一步的影响纤维素的代谢，然而人的肠道内哪些菌可以将纤维二糖代谢及其潜在的功能机制尚不清楚。
2023年6月22日，中科中山药物创新研究院丁侃课题组在Gut Microbes杂志在线发表了题为“The claim ofprimacy of human gut Bacteroides ovatus in dietary cellobiosedegradation”的研究论文，揭示了膳食饮食中纤维二糖的代谢机制及其潜在的药理活性。
本研究的数据揭示了人肠道内的卵形拟杆菌如何将膳食中的纤维素二糖降解为单分子葡萄糖，并探讨了纤维素二糖对低纤维饮食诱导小鼠结肠炎的作用。研究团队率先阐明两种新的细菌细胞壁表面纤维素酶，可以将纤维素二糖降解为单分子葡萄糖。通过结构比对分析表明，这两种新的纤维素酶与土壤源细菌的纤维素酶具有高度结构相似性。同时，体内实验研究表明，纤维素二糖可以重塑小鼠肠道菌群的组成，特异性的富集卵形拟杆菌和罗伊氏乳杆菌，并可能通过改变肠道菌群的代谢功能，从而缓解低膳食饮食诱导的小鼠结肠炎症。上述研究结果将有助于理解人的肠道菌群如何代谢膳食中的纤维成分，并有助于推动对纤维素功能机制的阐释及其相关新药研发。
膳食中纤维二糖被人肠道菌群代谢的分子机制
中山药创院丁侃研究员为本文的通讯作者，上海药物所李美霞副研究员和原丁侃组硕士研究生汪叶青为本文的共同第一作者。该课题获得国家重点研发计划资助、国家自然科学基金、广东省科学技术厅、中山市科学技术局等项目的基金支持。
全文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37349961/
供稿部门：丁侃课题组
