Gut Microbes：肠道细菌产生的IPA分子有望抗击流感病毒感染

在一项新的研究中，来自巴西坎皮纳斯州立大学和法国巴斯德研究所的研究人员通过研究发现，肠道中自然产生的一种分子有助于预防甚至治疗流感。他们对小鼠进行的实验表明，在感染 H3N2 流感病毒期间，吲哚-3-丙酸（indole-3-propionic acid, IPA）分子的水平会下降。在这些H3N2感染的小鼠体内加入IPA的一种合成分子后，病毒载量和肺部炎症均发生下降。

相关研究结果近期发表在Gut Microbes期刊上，论文标题为“Shotgun metagenomics and systemic targeted metabolomics highlight indole-3-propionic acid as a protective gut microbial metabolite against influenza infection”。

论文共同通讯作者、坎皮纳斯州立大学生物研究所教授Marco Vinolo说，“这些结果很有希望，表明IPA将来可用于帮助预防或治疗导致重大流行病的流感病毒感染。然而，还需要更多的研究来证实IPA在人体中是否起作用，并了解它是如何起作用的。

这些研究结果是基于在法国进行的一系列小鼠实验，这些实验由巴斯德研究所的François Trottein领导。随后，坎皮纳斯州立大学的Vinolo团队使用生物信息学工具对这些数据进行了分析，他们的分析结果反过来又激发了巴斯德研究所开展进一步的动物实验。

论文共同作者、坎皮纳斯州立大学博士后研究员Vinicius de Rezende Rodovalho说，“我们使用了三层数据。第一层是通过宏基因组学获得的，显示了感染 7 天和 14 天后肠道微生物群中哪些细菌发生了变化。我们分析了这些细菌的所有 DNA，而以往这一类研究通常只分析鉴定细菌的一个基因片段。我们的分析不仅显示了细菌的种类，还显示了存在最多的基因及其各自的功能。”

在这些免疫荧光图像中，箭头指向小鼠肺组织中流感病毒H3N2(绿色)的存在。左图是没有补充IPA的动物样本。右图，IPA治疗后病毒载量降低。图片来自Gut Microbes, 2024, doi:10.1080/19490976.2024.2325067

其他层面的数据是通过代谢组学获得的，其中代谢组学可检测肠道微生物群分泌的代谢物以及病毒载量和炎症等疾病的临床标志物。

Vinolo说，“我们对这些数据集进行了综合分析，构建了多层次数据分析网络，揭示了IPA的独特价值。在此基础上进行的进一步实验中，我们给感染流感病毒的小鼠补充了实验室生产的IPA分子的合成版本，随后我们观察到，补充IPA可降低病毒载量和炎症。这些研究结果表明，IPA作为流感抵抗性的生物标志物和基于微生物干预治疗流感的靶点具有巨大潜力。”

补充IPA

IPA是肠道细菌代谢色氨酸时产生的，其中色氨酸是一种必需氨基酸，存在于大豆、小麦、玉米、大麦、黑麦、燕麦和葵花籽等全谷物以及鱼、牛肉、猪肉、家禽和奶制品等动物产品中。

以往的研究表明，补充IPA可以改善代谢紊乱，调节血糖，提高胰岛素敏感性，抑制肝脏中脂质合成和炎症因子。更令人振奋的是，IPA及其前体色氨酸在能量平衡和心血管系统中发挥着重要的作用，并且在帮助预防炎症、肥胖、糖尿病、癌症、高血压、神经退行性疾病和骨质疏松症方面也具有着的潜在用途。

鉴于IPA具有预防和抗击流感的潜力，研究人员已向欧盟申请IPA补充剂这一用途的专利。他们还计划开展进一步研究，以便进行临床试验。

Rodovalho说，“我们正在研究 IPA 在 SARS-CoV-2感染过程中的作用，迄今为止的实验结果是可喜的。此外，目前肠道微生物群与全身抗生素抗药性之间联系的研究很少，IPA在这种联系中的参与也可能是一个富有成果的研究方向。”（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Séverine Heumel et al. Shotgun metagenomics and systemic targeted metabolomics highlight indole-3-propionic acid as a protective gut microbial metabolite against influenza infection. Gut Microbes, 2024, doi:10.1080/19490976.2024.2325067.