mSystems：盲肠灌注玉米淀粉或酪蛋白水解物提高后肠碳水化合物/蛋白质比值，能促进肠道微生物相关胆汁酸代谢，改善结肠屏障功能

本研究中心皮宇博士在《mSystems》期刊上发表了一篇题为“Increasing the Hindgut Carbohydrate/Protein Ratio by Cecal Infusion of Corn Starch or Casein Hydrolysate Drives Gut Microbiota-Related Bile Acid Metabolism To Stimulate Colonic Barrier Function”的研究论文，皮宇博士为第一作者，朱伟云教授为通讯作者。该项目得到国家自然科学基金和国家重点基础研究发展规划（973计划）的资助和支持。

饮食中高蛋白和低碳水化合物水平会损害肠道微生物区系和胆汁酸代谢，从而破坏肠道环境稳态。然而，目前尚不清楚饮食引起的结肠健康的改变是否与后肠营养物质利用率的改变有关，以及哪些关键中间产物介导了肠道微生物与上皮细胞对话。

本研究使用盲肠瘘管猪模型，通过盲肠瘘管灌注玉米淀粉和酪蛋白酶解物，改变猪后肠中碳水化合物/含氮化合物（C/N）的比值，以明确后肠C/N比的改变对肠道微生物、肠道微生物胆汁酸代谢以及肠道健康的影响。灌注试验持续19天，每天给猪盲肠灌注生理盐水（对照组）、玉米淀粉（淀粉组）或酪蛋白水解物（酪蛋白组）（每组8个重复）。灌注后，淀粉组、对照组和酪蛋白组结肠消化中的C/N比值分别为16.33、12.56和8.54（P < 0.05）。与对照组相比，酪蛋白灌注组显著增加具有胆汁酸7α-脱羟基（baij）能力的细菌（Eubacterium）丰度，编码baij酶的细菌基因表达水平升高，次级胆汁酸（脱氧胆酸DCA和石胆酸LCA）水平升高，而淀粉灌注组则相反。相应地，酪蛋白组显著下调了紧密连接蛋白ZO-1和OCLD基因的表达，上调了编码上皮生长因子受体（EGFR）基因的表达。C/N比值与DCA、LCA浓度及ZO-1、occludin、EGFR基因表达水平呈线性相关。通过Caco-2细胞试验进一步发现，DCA和LCA能够下调与屏障功能相关基因ZO-1和OCLD的表达，而上调EGFR和Src基因的表达。抑制EGFR和Src可解除DCA和LCA诱导的ZO-1下调，表明DCA和LCA通过增强EGFR-Src途径损害肠屏障功能。

这些发现为研究大肠C/N比值对结肠健康的影响提供了新的视角，并为通过提高大肠碳水化合物水平靶向操纵后肠菌群对肠道健康的治疗策略提供了新的框架。

（A）DCA和LCA对Caco-2细胞屏障功能影响的可能机制。

（B）通过盲肠灌注玉米淀粉或酪蛋白酶解物，研究大肠中C/N比值的高低对结肠黏膜微生物群、微生物代谢产物和屏障功能基因表达的反作用模型。

文章来源：Pi Y., Mu C. L., Gao K., Liu Z., Peng Y., Zhu W. Y. Increasing the Hindgut Carbohydrate/Protein Ratio by Cecal Infusion of Corn Starch or Casein Hydrolysate Drives Gut Microbiota-Related Bile Acid Metabolism To Stimulate Colonic Barrier Function[J]. mSystems, 2020, 5(3).