近日，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室梁運(yùn)祥教授團(tuán)隊(duì)在Advanced Science期刊上發(fā)表題為“Fermented Lacticaseibacillus Paracasei Cultures Ameliorate Colitis by Modulating Microbiota-Derived Tryptophan Metabolism and Macrophage Polarization”的研究成果。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物工程流動(dòng)站博士后張恒為論文第一作者，梁運(yùn)祥教授和已出站博士后劉洋洋為本文的共同通訊作者。

研究團(tuán)隊(duì)利用化學(xué)誘導(dǎo)的小鼠結(jié)腸炎模型，比較了活性培養(yǎng)物和熱滅活后生元的效果。數(shù)據(jù)顯示，兩者都能改善體重減輕和結(jié)腸縮短等癥狀，但活性培養(yǎng)物療效顯著更優(yōu)。它能近乎完全恢復(fù)受損的結(jié)腸隱窩結(jié)構(gòu)，將炎癥細(xì)胞浸潤降至最低。

在機(jī)制層面，該培養(yǎng)物抑制了與炎癥相關(guān)的變形菌門，同時(shí)顯著提升了如毛螺菌科和乳桿菌屬等有益菌的相對(duì)豐度。更重要的是，這種結(jié)構(gòu)變化驅(qū)動(dòng)了功能轉(zhuǎn)變。代謝組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，培養(yǎng)物干預(yù)后，小鼠腸道內(nèi)容物中的色氨酸代謝網(wǎng)絡(luò)被徹底重構(gòu)。特別是，腸道微生物來源的兩種關(guān)鍵吲哚類代謝物——吲哚-3-乳酸（ILA）和吲哚-3-乙酸（IAA）的含量顯著升高。培養(yǎng)物是通過富集微生物源性AhR配體來發(fā)揮療效的。后續(xù)的糞菌移植實(shí)驗(yàn)和外源性補(bǔ)充ILA/IAA的實(shí)驗(yàn)，都再次驗(yàn)證了這條“菌群-代謝-免疫”軸的核心地位。此外，研究進(jìn)一步在細(xì)胞模型中探索了ILA和IAA的直接免疫調(diào)節(jié)作用。結(jié)果顯示，ILA/IAA通過抑制TLR4受體的表達(dá)及其下游的NF-κB和MAPK信號(hào)通路磷酸化，從而關(guān)閉了驅(qū)動(dòng)M1極化的“開關(guān)”。這為理解益生菌代謝物如何精確調(diào)控腸道免疫提供了分子層面的證據(jù)。

這項(xiàng)研究描繪了一幅清晰的圖景：高密度固態(tài)發(fā)酵制備的益生菌制劑是一個(gè)“多功能協(xié)同系統(tǒng)”。活性菌株負(fù)責(zé)生態(tài)位競爭與初步定植，發(fā)酵釋放的基質(zhì)活性成分（如黃酮）提供抗氧化支持，而菌群重構(gòu)后內(nèi)源產(chǎn)生的特定代謝物則精準(zhǔn)調(diào)節(jié)宿主免疫。

培養(yǎng)物緩解結(jié)腸炎的機(jī)制圖