腸道上皮屏障是人體抵御病原體、毒素和食物抗原的第一道防線。當這道屏障受損時，會引發(fā)炎癥性腸病等慢性疾病。近年來，糞菌移植（FMT）通過重塑腸道菌群治療多種腸道疾病顯示出潛力，但其機制不明且存在供體篩選、感染風險、倫理等問題。因此，尋找能夠替代FMT的特定微生物和代謝物，成為領域內的迫切需求。

近日，河南農業(yè)大學動物科技學院劉伯帥與史瑩華教授團隊在《Microbiome》期刊在線發(fā)表題為《Tryptophan metabolism mediated by the gut microbiota inhibits pyroptosis via the AhR signaling pathway to maintain intestinal epithelial homeostasis》的研究論文。該研究通過多組學分析和體內外實驗，首次揭示了糞菌移植通過富集羅伊氏乳桿菌及其色氨酸代謝產物，激活AhR信號通路抑制細胞焦亡，從而維護腸道上皮穩(wěn)態(tài)的新機制。

研究團隊首先在脂多糖誘導的腸損傷仔豬模型中證實，糞菌移植預處理能夠顯著減輕結腸上皮黏膜損傷，降低組織炎癥評分，恢復細胞增殖和杯狀細胞數(shù)量。更重要的是，糞菌移植明顯抑制了細胞焦亡關鍵蛋白——NLRP3、ASC、Cleaved-Caspase-1、GSDMD-N以及炎癥因子IL-1β和IL-18的表達水平。這表明，糞菌移植通過抑制焦亡通路保護了腸道屏障的完整性。

為探究深層機制，團隊對結腸內容物進行了16S rRNA測序和非靶向代謝組學分析。結果發(fā)現(xiàn)，糞菌移植顯著重塑了腸道菌群組成，羅伊氏乳桿菌的相對豐度大幅提升。同時，色氨酸代謝通路被顯著激活，三種芳基烴受體（AhR）配體——吲哚-3-乳酸（ILA）、吲哚-3-醛（IAld）和吲哚-3-乙酸（IAA）的含量在結腸中明顯升高。分子對接實驗進一步證實，這三種代謝物均能與AhR蛋白有效結合，激活AhR信號通路。

為了驗證這一通路的因果關系，團隊構建了Caco-2細胞單層、結腸類器官以及AhR基因敲除小鼠等一系列模型。結果顯示，無論是直接給予三種色氨酸代謝物的混合物，還是與羅伊氏乳桿菌共培養(yǎng)，均能有效誘導AhR向細胞核轉位，從而在轉錄水平抑制NLRP3的表達，進而阻斷下游焦亡信號的激活。然而，在AhR基因敲除的小鼠中，色氨酸代謝物和羅伊氏乳桿菌的保護作用完全消失，結腸焦亡和屏障損傷依然存在。這一系列嚴謹?shù)膶嶒瀼娪辛Φ刈C明：糞菌移植帶來的保護效果，必須依賴于AhR信號通路的完整功能。

河南農業(yè)大學動物科技學院優(yōu)質飼草與健康養(yǎng)殖團隊的在讀博士生劉孟琦與栗守仁為論文共同第一作者，劉伯帥老師和史瑩華教授為共同通訊作者。團隊成員王志昌老師、崔亞壘副教授、朱曉艷副教授、孫浩副教授、李德鋒副教授等共同參與了該研究。

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