Nature：揭示肠道细菌和宿主自身通过调节胆汁酸达成动态平衡

人类的肠道是一个繁忙的活动中心，数以万亿计的微生物与人体协同工作，保持人类的健康。最近的一项研究探讨了这种伙伴关系的一个有趣方面：肠道细菌如何与宿主身体协同调节胆汁酸，即一类控制消化、胆固醇水平和脂肪代谢的重要分子。

博伊斯-汤普森研究所教授Frank Schroeder说，“胆汁酸在肝脏中产生，有助于消化脂肪。但现在很明显，它们不仅仅是消化辅助剂；它们还充当信号分子，调节胆固醇水平、脂肪代谢等。它们通过与一种名为FXR的受体结合来实现这一切，FXR就像交通灯一样，控制胆固醇代谢和胆汁酸产生，以避免过度积聚。”

这就是微生物发挥作用的地方：肠道细菌可以修饰胆汁酸，从而完全改变其活性。肠道细菌可以将胆汁酸转化为强烈激活FXR的形式，向身体发出信号，减缓胆汁分泌，并改变脂肪代谢的其他方面。长期以来，科学家们一直想知道身体如何对抗微生物对代谢的抑制。

在这项研究中，Schroeder和他的团队在小鼠中发现了身体用来控制微生物影响的一个聪明伎俩。他们发现，在小鼠肠道中，身体使用一种名为VNN1的酶将微生物胆汁酸进一步修饰成一个新的衍生物家族，称为BA-MCY。与肠道细菌形成的胆汁酸不同，BA-MCY充当FXR拮抗剂——本质上是关闭FXR的“开关”。这就促进胆汁的产生，而不是限制胆汁的产生。

Schroeder说，“这种平衡行为至关重要。当肠道细菌产生大量胆汁酸，强烈激活FXR时，身体会通过产生BA-MCY来进行反击，确保胆汁酸系统保持精细调节。这种相互作用突显了肠道微生物如何与宿主身体在动态、相互作用的关系中相互作用。”重要的是，在人体血液样本中也检测到BA-MCY，表明同样的机制也在人体中起作用。

这些发现对健康和疾病具有令人兴奋的意义。Schroeder团队发现，提高小鼠体内的BA-MCY水平有助于减少肝脏中的脂肪积累，这提示着一种治疗脂肪肝或高胆固醇等疾病的潜在方法。此外，增加纤维摄入等饮食干预措施提高了BA-MCY的产量，这提示着了饮食在调控这一系统中的作用。

BA-MCY的MS2光谱

威尔康奈尔医学院免疫学教授David Artis博士说，“我们的研究表明，肠道微生物和身体之间存在一种对话，这对调节胆汁酸的产生至关重要。”

虽然这一发现揭示了以前隐藏的肠道化学层，但问题仍然存在。饮食和生活方式如何影响BA-MCY水平？这类化合物能帮助治疗糖尿病或代谢综合征等疾病吗？未来的研究可能为利用这种宿主-微生物伙伴关系优化健康的个性化干预铺平道路。

Artis 博士说，“我们的论文为利用非靶向代谢组学和化学更好地理解肠道微生物群和身体之间的对话如何影响一系列疾病提供了路线图。”

这项研究揭示了我们的身体和肠道细菌如何作为相互依存的网络的一部分进行协作，以维持代谢稳态。这提醒我们，我们不仅仅是个体，我们是生态系统，与我们体内的微生物世界错综复杂地联系在一起。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Tae Hyung Won et al. Host metabolism balances microbial regulation of bile acid signalling. Nature , 2025, doi:10.1038/s41586-024-08379-9.