2024年4月16日上午，动物消化道营养国际联合研究中心第167期消化道营养精品学术沙龙在逸夫楼2064顺利举办。本期的学术沙龙由消化道微生物实验室的博士生余诗强、隋志远和硕士生倪纪萌、褚华健做文献汇报，动物消化道营养国际联合研究中心的老师学生参与此次沙龙。特选余诗强、隋志远和倪纪萌三位同学的精彩汇报进行展示。

博士生余诗强对文献《Psychological stress-induced microbial metabolite indole-3-acetate disrupts intestinal cell lineage commitment》-《心理压力诱导的微生物代谢物吲哚-3-乙酸酯破坏肠道细胞谱系形成》进行汇报。

肠道可以传递局部代谢、免疫和微生物信号，通知大脑和行为变化，同时中枢神经和内分泌输出调节肠道运动、粘膜免疫以及微生物生态。心理应激可触发单核细胞介导的肠道炎症，从而加剧炎症性肠病，揭示了精神压力对肠道炎症影响的机制。肠道干细胞(ISCs)高度协调的增殖和分化对肠道上皮细胞的更新和稳态至关重要，ISCs对来自邻近Paneth细胞、基质细胞和免疫细胞的各种生态位信号以及各种外部信号产生动态响应。

但是在心理压力的条件下，这些信号是如何重新连接来调节ISC尚不清楚。根据作者先前的研究，一些微生物代谢物是ISC增殖的重要调节剂。因此，作者便从微生物-代谢物轴入手，利用无特定病原体（SPF）小鼠、Lgr5-EGFP-IRES-creERT2小鼠、Rosa26LSL-tdTomato小鼠和无菌小鼠做动物模型，结合多组学、谱系追踪、代谢生物工程和肠道类器官技术，揭示精神应激诱导肠损伤易感性的信号传递与代谢调节机制，挖掘肠干细胞分化调控的新型细菌代谢物。

研究结果表明：应激触发的交感神经使肠道共生的鼠乳杆菌丰度和吲哚-3-乙酸酯的产生增加，导致肠道分泌细胞受到损伤。微生物产生的吲哚-3-乙酸酯扰乱了ISC线粒体生物能量生产，使细胞内在方式的分泌谱系承诺受到干扰，通过α-酮戊二酸治疗可促进ISC分化，具有恢复应激引发的肠上皮损伤的能力。

博士生隋志远对文献《Gut microbiota impacts bone via Bacteroides vulgatus-valeric acid-related pathways》-《肠道微生物群通过普通拟杆菌-戊酸相关途径对骨骼产生影响》进行汇报。

骨质疏松症（OP）的主要特征是骨密度（BMD）低和对低创伤性骨折的易感性增加，在绝经后妇女中最为普遍（称为绝经后骨质疏松症（PMOP））。2000年至2011年间，美国有490万绝经后妇女患有骨质疏松性骨折PMOP和OP的致病机制尚不清楚，目前的干预和治疗方案并不完全令人满意。然而，最近，实验动物模型已经确定了肠道微生物群（GM）和骨骼之间的密切关联。如小鼠缺失肠道菌群会导致骨量增加，并且在肠道菌群正常定植后恢复正常；前人通过足跟定量超声测量发现微生物种群特征与人类BMD之间存在潜在因果关系。另外，由于早期研究样本量过小，研究人员无法识别特定的细菌种类和找出相关的功能机制。

为了在物种水平上鉴定重要的肠道细菌，以及发现它们影响骨骼健康的功能机制，作者对517名围绝经期和绝经后女性的人类基因组、转基因和靶向代谢组（血清短链脂肪酸（SCFA））进行了系统的整合多组学分析。另外作者利用无特定病原体（SPF）小鼠做动物模型，结合小鼠单核细胞/巨噬细胞系RAW264.7体外培养，探究调节骨代谢的因果机制。

研究结果表明：Bacteroides vulgatus是与人类BMD显著相关的单个肠道细菌物种。此外，B. vulgatus对戊酸（VA）产生的影响在调节骨代谢中起着关键作用。VA反过来抑制骨质疏松（OVX）小鼠的骨吸收，促进成骨细胞的分化和矿化，并抑制破骨细胞分化和炎症反应。作者的研究结果从人类微生物群及其代谢产物SCFAs的角度为OP的病理生理机制提供了重要的见解，并提出了潜在的新型生物标志物（例如，VA）和治疗目标（例如，从肠道中消除寻常芽孢杆菌;膳食补充VA），为预防和治疗OP奠定基础。

硕士生倪纪萌对文献《A modified Mediterranean-style diet enhances brain function via specific gut-microbiome-brain mechanisms》-《改良的地中海式饮食通过特定的肠道-微生物组-大脑机制增强大脑功能》进行汇报。

阿尔茨海默病（AD）是老年期最常见的一种痴呆类型，由于其病因复杂，目前没有药物能够有效治疗阿尔茨海默病。然而，有研究表明，食用健康饮食，可以促进健康老龄化并降低患阿尔茨海默病的风险。饮食为宿主提供营养和能量，并通过与微生物群的直接相互作用来塑造肠道环境。另外，饮食还可以通过肠道-微生物-大脑轴来影响大脑功能。

富含膳食纤维和不饱和脂肪酸的地中海饮食（MD）已被科学认可为预防和管理各种疾病、促进健康老龄化的有益方法，并且能够有效调节肠道微生物和代谢物，以降低AD的风险。此外，以高脂肪和极低碳水化合物为特征的生酮饮食（KD）可以通过增强大脑能量代谢来改善认知功能，降低AD的风险。然而，由于KD饮食极端性和实际操作难度大，KD不适合老年人。于是作者将MD和KD进行结合改良，以减轻KD的不利影响，同时最大限度地发挥两种饮食的优势。作者前期研究证明改良地中海生酮饮食（MkD）对改善认知功能具有积极作用，但这其中的具体机制并不清楚。因此本文作者使用AD雌性小鼠进行实验探索MkD饮食调节在AD相关神经认知中的潜在机制。

研究结果表明：MkD可以提供有利的饮食成分，包括亮氨酸，同时特异性调节肠道微生物和代谢物，具体有培养产生乳酸、参与乳酸到丁酸盐代谢和产生丁酸盐的微生物群，如乳杆菌属（Lactobacillus）、梭菌属（Lachnoclostridium）、巴氏副梭菌属（Parasutterella）和拟杆菌属（Bacteroides），这导致肠道-血-大脑中微生物群衍生代谢物（即乳酸和丁酸盐）含量升高，最终改善与AD相关的神经认知和神经运动功能。