肠道微生物在维持整体健康中扮演重要角色，但某些细菌会促进炎症反应、损伤DNA，并助长癌症等疾病的发展。
胃肠道中氧化与还原反应的微妙平衡（称为氧化还原稳态）若遭到破坏，已被证实会引发氧化应激并导致多种疾病。科学家长期关注肠道菌群的代谢习惯如何影响这种平衡，此前研究已揭示碳水化合物如何被肠道微生物分解以产生能量。
在《细胞·宿主与微生物》新发表的研究中，耶鲁大学微生物科学研究所Stavroula Hatzios团队发现了不同种类肠道细菌如何利用蘑菇等常见食物中的一种主要膳食抗氧化剂的机制。
这项发现揭示了一条新的分子通路，可能为结直肠癌的治疗提供潜在方案。我们的肠道菌群会分解食物中的小分子，生成用于身体能量代谢过程的代谢产物。为了在结肠缺氧环境下最大化能量产生，某些肠道细菌会协同工作生成驱动无氧呼吸的代谢产物。
此前尚不清楚是否存在类似微生物通路可将其他重要膳食营养素（如抗氧化维生素）转化为红氧反应的燃料。Hatzios实验室采用代谢组学与宏基因组学技术，在患者队列和小鼠样本中鉴定出了膳食抗氧化剂麦角硫因（ergothioneine）的新微生物代谢产物。
麦角硫因是一种含硫抗氧化剂，在蘑菇和发酵食品中含量丰富。该物质不能由植物或动物合成，需通过饮食获取并由宿主细菌吸收。
"我们发现了一种全新的化学反应——麦角硫因代谢促进了不同种类肠道细菌之间的相互作用，"该研究的作者之一、耶鲁大学分子、细胞与发育生物学及化学系副教授Stavroula Hatzios团队的博士后Zhe Zhou解释道。Hatzios同时是耶鲁癌症中心成员。
该实验室使用化学与生物学工具研究胃肠系统中塑造宿主-微生物相互作用的酶类和其他蛋白质。首次发现不同门类的细菌能"交叉喂养"膳食抗氧化剂，以驱动肠道内的能量代谢红氧反应。
通过在该校西校区进行质谱分析，并与美国国立卫生研究院团队合作进行计算分析，研究团队识别出一种在结直肠癌患者中富集的微生物代谢通路。揭示肠道内物种间相互作用的进化线索，有助于科学家理解微生物组的功能，进而推动保护细胞免受氧化损伤及相关疾病的治疗方法开发。
参考文献： Zhou Z, Jiang A, Jiang X, Hatzios SK. 人体肠道细菌对膳食抗氧化剂的代谢交叉喂养增强无氧能量代谢. Cell Host & Microbe. 2025. doi: 10.1016/j.chom.2025.07.008
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