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益生元补充剂对生命早期肠道微生物群具有公认的影响，然而，不同底物类型与基线群落结构如何相互作用以塑造微生物学和代谢反应，仍未被完全阐明。通过采用来源于供体的婴儿粪便发酵体系、定义明确的合成微生物群落（SynCom）以及多层次代谢组学分析，我们表明，益生元反应强烈依赖于喂养方式，并由物种特异性的代谢相互作用所介导。尽管母乳低聚糖（HMOs）和半乳寡糖（GOS）均能显著促进双歧杆菌的扩增，但拟杆菌属/Phocaeicola 属物种的调节则因喂养背景和底物类型而异，其中 2'-岩藻糖基乳糖（2'FL）可选择性缓解母乳来源群落中的生长抑制。 利用 SynCom 进行机制解析显示，群落中存在广泛的交叉营养网络以及底物依赖性的相互作用重构，并鉴定出 Phocaeicola vulgatus 是一个依赖于环境背景的生态枢纽，它对琥珀酸和丙酸的生成具有不成比例的塑造作用，并在不影响大肠杆菌（Escherichia coli）丰度的情况下改变其代谢活性。竞争结局不仅由环境酸化决定，还受到发酵产物化学特性的影响，其中乳酸在独立于整体 pH 变化的情况下表现出物种特异性的抑制作用。借助我们自主构建的离体 IntestiFlow 肠道类器官平台，我们进一步表明，由该定义群落产生的代谢物可诱导结肠蠕动活动发生强烈但可逆的抑制，而这一效应无法仅由短链脂肪酸（SCFAs）重现。包括苯乙胺在内的生物胺类代谢物部分再现了该反应的关键特征，提示特定微生物发酵产物可能在调节肠道运动中发挥作用。 综上，这些发现表明，生命早期的益生元反应并不局限于一致性的促双歧杆菌扩增，而是源于喂养方式特异性群落背景下由相互作用驱动的代谢功能专化，并对婴儿肠道生理产生直接的功能性影响。
喂养方式界定的微生物群落调节生命早期对益生元的响应并改变结肠运动 | bioRxiv
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喂养方式界定的微生物群落调节生命早期对益生元的响应并改变结肠运动
Markus Schwalbe， Arjen Nauta， Ellen Looijesteijn， Fatima Pereira， Sahar El Aidy
doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.29.728681
Markus Schwalbe 1 微生物组工程系，Swammerdam生命科学研究所，阿姆斯特丹大学，Science Park 904，1098 XH Amsterdam，Amsterdam，荷兰；
Arjen Nauta 2 FrieslandCampina，Amersfoort，荷兰；
Ellen Looijesteijn 2 FrieslandCampina，Amersfoort，荷兰；
Fatima Pereira 3 生物科学学院，环境与生命科学学院，南安普顿大学，英国
Sahar El Aidy 1 微生物组工程系，Swammerdam生命科学研究所，阿姆斯特丹大学，Science Park 904，1098 XH Amsterdam，Amsterdam，荷兰；
Sahar El Aidy 的 ORCID 记录
通讯作者： s.elaidy{at}uva.nl
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摘要
益生元补充对生命早期肠道微生物群具有公认的影响，然而，底物类型与基线群落结构如何相互作用以塑造微生物和代谢响应，仍未得到充分阐明。通过采用供体来源的婴儿粪便发酵体系、一个定义明确的合成微生物群落（SynCom）以及多层次代谢组学分析，我们证明，益生元响应在很大程度上依赖于喂养方式，并由物种特异性的代谢相互作用所介导。尽管母乳低聚糖（HMOs）和半乳寡糖（GOS）均显著促进了双歧杆菌的扩增，但拟杆菌/Phocaeicola 物种的调节则因喂养背景和底物身份不同而异，其中 2′-岩藻糖基乳糖（2′FL）可选择性缓解母乳来源群落中的生长抑制。利用 SynCom 进行机制解析显示，存在广泛的交叉喂养网络以及底物依赖性的相互作用重构，并鉴定出普通 Phocaeicola（Phocaeicola vulgatus）为一个依赖情境的生态枢纽，它以不成比例的方式塑造了琥珀酸和丙酸的生成，并在不影响大肠杆菌丰度的情况下改变了其代谢活性。竞争结果不仅由环境酸化决定，也取决于发酵产物的化学身份，其中乳酸表现出独立于整体 pH 变化的物种特异性抑制作用。借助我们自建的离体 IntestiFlow 肠道器官平台，我们进一步表明，该定义群落产生的代谢物可诱导结肠蠕动活动发生强烈但可逆的抑制，而这一效应无法仅由短链脂肪酸（SCFAs）重现。包括苯乙胺在内的生物胺代谢物部分重现了该响应的关键特征，提示特定微生物发酵产物在调节肠道运动中具有作用。总体而言，这些发现表明，生命早期对益生元的响应并不止于一致性的促双歧杆菌扩增，而是产生于喂养方式特异性群落背景下、由相互作用驱动的代谢专化，并对婴儿肠道生理具有直接的功能性后果。
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“Fascinating”项目，作为格罗宁根国家计划和格罗宁根省的一部分 FrieslandCampina（荷兰）， https://ror.org/025mtxh67
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发布于 2026 年 5 月 29 日。
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Markus Schwalbe， Arjen Nauta， Ellen Looijesteijn， Fatima Pereira， Sahar El Aidy
bioRxiv 2026.05.29.728681； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.29.728681
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喂养方式界定的微生物群落调节生命早期对益生元的响应并改变结肠运动
Markus Schwalbe， Arjen Nauta， Ellen Looijesteijn， Fatima Pereira， Sahar El Aidy
bioRxiv 2026.05.29.728681； doi： https://doi.org/10.64898/2026.05.29.728681
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.05.29.728681v1?rss=1
🏷️ 益生元 婴儿肠道微生物群 喂养方式 交叉营养 结肠运动 代谢组学