尽管营养是我们日常生活的必需品，但它仍然是一个黑箱。我们知道许多植物性食物对我们有益，但我们并不总是知道为什么。我们的肠道微生物组在我们摄入这些食物后帮助分解它们，这也是另一个黑箱。我们的肠道细菌扮演了什么角色？发表在《细胞》杂志上的新研究表明，通过利用肠道微生物来分解一类被称为酚糖苷的植物化合物，我们可以从饮食中获得更多益处。这些化合物将糖分子与对人类健康有益的小分子结合在一起。
“植物制造这些分子有各种各样的原因——吸引传粉者、驱赶食草动物、杀死细菌，”波士顿儿童医院传染病科和胃肠病学、肝病学及营养科的Seth Rakoff-Nahoum博士说。“如果我们食用这些植物，这些分子会发生什么，它们如何影响我们？”
他的研究详细描述了不同肠道微生物如何使用各种特异性酶来代谢特定的酚糖苷。这些酶切掉糖分子以供微生物自身利用，同时释放出小分子——这些小分子可能对我们有用。
值得注意的是，研究团队表明，其中一些小分子有助于调节肠道炎症并促进对肠道病原体（如艰难梭菌）的抵抗力。Rakoff-Nahoum认为这些发现可能会催生新的方法来治疗炎症性肠病和严重的艰难梭菌感染。
抑制炎症和艰难梭菌
为了探索肠道微生物组的营养作用，研究人员专注于Bacteroides，这是人体肠道微生物组中的主要细菌群。他们系统地向52种Bacteroides和Parabacteroides菌株喂食了7种酚糖苷，以观察哪些菌株最有效地分解这些化合物。
“我们了解到哪些微生物擅长代谢植物化合物以及它们使用的酶，”Rakoff-Nahoum说。“然后我们在炎症性肠病和艰难梭菌感染的小鼠模型中展示了微生物如何释放免疫调节和抗结肠炎特性。”
在小鼠实验中，某些由Bacteroides酶释放的小分子选择性地抑制了艰难梭菌在肠道中的定植。一种有希望的分子是白藜芦醇。当它从其母分子多达汀（葡萄和红酒中含量丰富）中释放出来时，它成为了一种抗生素，并在小鼠模型中抑制了艰难梭菌。
另一种化合物水杨苷，来自柳树皮，作为阿司匹林的活性成分，在肝脏中转化为水杨酸而闻名。但在肠道中被Bacteroides激活后，它释放出水杨素，调节肠道稳态并平衡免疫反应。产生必要酶的Bacteroides物种保护了小鼠免受结肠炎的影响，而没有这种酶的物种则没有保护作用。单独的水杨素也具有保护作用。
“我们给小鼠喂食柳树皮中的水杨苷，发现它可以用来治疗炎症，”Rakoff-Nahoum说。“小分子保持完整并且具有生物活性。这是利用你的微生物组来获得饮食的健康效果。”
推动临床开发
研究人员希望看到他们的某些发现能在治疗模型中进行测试。治疗方法可以将植物酚糖苷与代谢它们的细菌酶或直接与细菌配对。Rakoff-Nahoum已经为其在炎症性肠病和艰难梭菌感染方面的工作申请了专利。
“在我看来，这篇论文开启了一个领域，并且有可能带来重大的治疗影响，”波士顿儿童医院胃肠病学、肝病学及营养科主任Scott Snapper博士说。
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