背景
抗生素在杀灭致病菌的同时会破坏共生菌群，导致肠道菌群失衡及相关疾病。然而针对这种附带损害的干预策略仍研究不足。
结果
研究发现，褐藻来源的岩藻多糖可为人体肠道菌株和粪便菌群提供广谱抗生素保护。这种保护作用与多糖的结构完整性、分子量和硫含量相关。转录组分析显示，虽然岩藻多糖对基础基因表达影响微弱，但能抵消约60%的卡那霉素诱导基因表达。质谱结果表明这种抑制可能源于岩藻多糖与卡那霉素的非特异性结合。动物实验显示岩藻多糖可促进抗生素治疗后肠道菌群的体内恢复。
结论
这些发现表明岩藻多糖可能作为保护肠道菌群的干预手段，但需进一步评估其临床潜力和抗菌效力影响。
引言
人体肠道微生物群是居住在胃肠道内的复杂生态系统，在健康中起关键作用。然而这种微生物平衡易受抗生素和饮食等外部因素破坏。虽然抗生素对治疗细菌感染至关重要，但其广谱活性会同时消灭有益菌群，导致肠道菌群结构和功能改变，可能引发免疫稳态失调、代谢综合征、炎症性肠病、神经退行性疾病、自闭症和癌症等健康问题。近期证据表明早期抗生素使用是儿童肺炎、哮喘、过敏和呼吸道疾病的重要致病因素。此外，抗生素对肠道菌群的选择压力还会促进耐药性产生，构成重大公共卫生威胁。因此，确定有效策略来缓解抗生素对肠道微生物和菌群的不良影响至关重要。
结果
硫酸化多糖保护大肠杆菌免受氨苄青霉素和卡那霉素侵害
通过筛选38种糖类发现，两种藻类来源的长链硫酸化多糖（ulvan和岩藻多糖）可延长安苄青霉素对大肠杆菌DH5α的抑制作用。进一步实验显示岩藻多糖的保护效果具有剂量依赖性，且对分子量>10kDa的组分更为有效。
岩藻多糖提供广谱抗生素保护
岩藻多糖对三种大肠杆菌菌株（DH5α、P09、P58）的八类抗生素（β-内酰胺类、氨基糖苷类、头孢菌素类、四环素类）均显示出保护作用。这种保护效果在不同菌株间具有可重复性。
分子量和硫酸化程度决定保护效果
实验发现，低分子量（<10kDa）岩藻多糖保护效果显著降低，酸水解处理使保护能力丧失。硫化程度实验显示，500kDa且硫含量16%的葡聚糖保护效果最强，无硫葡聚糖则无保护作用。
转录组分析揭示岩藻多糖拮抗抗生素效应
在卡那霉素处理组检测到1509个差异表达基因（DEGs），而岩藻多糖组仅有68个DEGs。值得注意的是，59.9%的卡那霉素诱导基因（904/1509）被岩藻多糖逆转，表明其具有强效拮抗作用。
质谱验证直接分子相互作用
基质辅助激光解吸/电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）显示，岩藻多糖与卡那霉素共孵育导致卡那霉素特征峰（485 m/z）消失，而单糖对照组无此现象，证实二者存在直接分子结合。
体外保护人类粪便菌群
添加1-3mg/ml岩藻多糖可使健康人粪便菌群在卡那霉素（20μg/ml）处理下保持更高细胞密度。16S rRNA测序显示岩藻多糖处理组菌群结构更接近对照组，而非抗生素单独处理组显示出显著偏离。
小鼠体内促进菌群恢复
在为期33天的动物实验中，联合使用岩藻多糖（5%饮食）和卡那霉素（1mg/ml饮水）组的小鼠肠道菌群在治疗结束后恢复更快。特定菌群如Ruminococcus和Flavonifractor的恢复程度显著高于对照组。
讨论
本研究首次系统揭示硫酸化多糖（特别是岩藻多糖）通过胞外结合抗生素分子的保护机制。这种保护作用具有分子量和硫含量依赖性，且不涉及酶降解过程。研究优势包括：1）整合体外、离体和体内模型；2）多组学技术验证机制；3）提供膳食干预新思路。
局限性包括：1）尚需扩展至其他肠道共生菌研究；2）需精确解析岩藻多糖-抗生素结合位点；3）动物实验剂量控制存在局限。
材料与方法
动物实验
使用30只6周龄C57BL/6 J雌性小鼠，分四组：对照组、岩藻多糖饮食组（5%）、卡那霉素饮水组（1mg/ml）、联合处理组。实验分三期：预处理（-1~1天）、处理（2~17天）、恢复（18~33天）。
细胞培养与基质处理
从临床样本分离大肠杆菌P09和P58菌株，在LB培养基中进行抗生素最小抑菌浓度（MIC）测试。使用96孔板评估不同基质对菌群生长的影响。
转录组分析
对卡那霉素+岩藻多糖处理组进行RNA-seq，使用Kallisto进行转录本比对，Sleuth进行差异表达分析，阈值q<0.1。
质谱分析
采用MALDI-TOF MS检测岩藻多糖与抗生素的直接结合，设置岩藻多糖组、单糖对照组和空白组进行对比。
统计方法
使用PERMANOVA进行群落差异分析，DESeq2识别差异丰富的ASVs，配对t检验比较菌群丰度差异（*p<0.05, **p<0.01, ***p<0.001）。
数据可用性
高通量测序数据已上传至NCBI（BioProject: PRJNA1189269），分析代码见补充材料。
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