Cell | 程基业等揭示肠道微生物可从膳食纤维中放生物活性物质N-甲基血清素，“重新“定义益生元

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关键词： Cell微生物生物揭示

资讯来源：BioArt

发布时间： 2022-07-22

撰文 | 我的闺蜜老红帽

肠道菌群对人体功能的影响被越来越多的研究所证实，由此通过调节肠道菌群来改善人体健康的方法也越来越被大众接受。益生菌、益生元和食物纤维是最为大众接受的产品。以往的理解，益生元多糖膳食纤维是人体无法分解的，它们进入肠道后可以被肠道菌所分解利用，从而调节肠道菌群和人体的功能。 【1-6】

2022年6月27日，来自美国圣路易斯的基因组学与系统生物学艾迪森家庭中心Jeffrey I. Gordon研究组（共同一作为Nathan D. Han和程基业）在Cell上发表题为 Microbial liberation of N-methylserotonin from orange fiber in gnotobiotic mice and humans 的文章。他们的结果， 发现了益生菌新的功能，给益生元和食物纤维提供了新的“定义”。

首先，作者在无菌小鼠中注入14类不同的人类共生菌，给予高脂低果蔬饮食，并且分为加柑桔纤维组和相应对照组。21天后，作者通过液相色谱-三级四极质谱法（liquid chromatography-triple quadrupole mass spectrometry，简称LC-QqQ-MS）技术对小鼠排泄物进行分析发现，在有菌的给予柑桔纤维的小鼠排泄物出含有大量N-甲基血清素。但是在无菌的小鼠中却检测不到N-甲基血清素。那么N-甲基血清素是从哪里来的呢？是肠道菌合成的还是从柑桔纤维中来的？

作者将纤维分解酶和柑橘纤维作用后，N-甲基血清素被大量检测到，从而证明了 N-甲基血清素是被柑橘纤维所包裹其中难以逃脱。进而，作者将50mg柑橘纤维与不同的肠道共生菌共培养。其中，与Bacteroides ovatus共培养所得到N-甲基血清素水平最高，证明了肠道菌在肠道之中遇到人体和小鼠无法消化的柑橘纤维后，将柑橘纤维分解，从而释放了N-甲基血清素。那么在肠道中被特定肠道菌释放的N-甲基血清素对宿主有什么作用呢？

作者给高脂肪餐小鼠口服N-甲基血清素发现，它可以减少脂肪组织，改善肝脏糖异生，并且调控肠道节律提高肠道蠕动。有趣的是，这些作用，都是我们所期待膳食纤维应该有的作用。也就是说我们原以为益生元膳食纤维能够给我们带来的，改善排便困难，提高肠道蠕动，减少脂肪堆积，这个被柑橘纤维包裹不能自由的N-甲基血清素也能做到！也就是说这个研究为我们提供了新的角度，益生元和膳食纤维的功效不单单是人体不能消化的多糖带来，更需要把他们包含的能被肠道菌群释放的其他天然化合物的功效一起考虑进去。

最后，作者研究了Bacteroides ovatus是如何释放柑橘纤维中N-甲基血清素的具体分子机制。作者通过功能基因组学分析等方法发现，PL9等碳水化合物活性酶（CAZyme）是释放N-甲基血清素的主要机制。在人体实验中，人类粪便中N-甲基血清素含量和PL9等碳水化合物活性酶（CAZyme）高度正相关。

综上所述，作者最大的发现在于，我们平常接触的膳食纤维益生元不能仅仅只从多糖的角度去思考，其中还包含了大量天然化合物，特定的人体肠道菌能够在人体肠道中将膳食纤维包裹的天然化合物释放，并且作用于人体。这样的发现对于未来新的益生菌，益生元，膳食纤维的设计和生产都提供了新的思路。

原文链接

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.06.004

制版人：十一

参考文献

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