从胆汁酸到产气型微生物组表型:宿主—微生物组通信的新机制

由 root 提交于 周三, 09/02/2026 - 02:47
**背景** 微生物组来源的代谢物可调节宿主生理功能,但细菌气态代谢物在很大程度上仍被忽视。细菌气体传统上被视为发酵终产物,但其可能作为宿主—微生物组通信中具有生物活性的介质。我们假设,胆汁酸可调节细菌气态代谢,并影响宿主上皮细胞反应。 **方法** 将一株分离自中重度急性胰腺炎患者、具有高产气能力的临床大肠杆菌分离株与选定的初级胆汁酸和次级胆汁酸共同培养。通过压力测定、气相色谱-热导检测器(GC-TCD)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)评估产气情况。通过间接暴露Caco-2和PANC-1上皮细胞,继而进行凋亡/坏死检测和全转录组RNA测序,评价其生物学活性。 **结果** 胆汁酸显著重塑了细菌气态代谢。胆酸和脱氧胆酸促进了强烈的产气,而鹅去氧胆酸几乎完全抑制了产气。尽管细胞凋亡和坏死水平 minimal,细菌气态代谢物仍诱导了广泛的转录重塑。与PANC-1细胞相比,Caco-2细胞表现出更强的反应,尤其是对脱氧胆酸来源气体的反应;相关变化涉及炎症信号传导、细胞外基质重塑、上皮可塑性、应激反应以及包括PTGS2、MMP1、PLAUR、NR4A2和SERPINE1在内的癌症相关基因。PANC-1细胞则表现出更为有限的反应,主要涉及氧化应激、蛋白质稳态和自噬相关通路。 **结论** 我们的研究结果表明,细菌气体是一类此前未受到充分关注的微生物组来源信号分子,能够在不直接接触细菌的情况下调节宿主基因表达。我们发现了一种受胆汁酸组成调控的产气型微生物组表型,将微生物代谢与上皮细胞信号传导联系起来。这些发现拓展了宿主—微生物组通信的概念,并为研究细菌气态代谢物在肠道和胰腺疾病中的作用提供了框架。

**背景** 微生物组来源的代谢物可调节宿主生理功能,但细菌气体代谢物在很大程度上仍被忽视。细菌气体传统上被视为发酵终产物,但其可能作为宿主—微生物组通信中的生物活性介质。我们假设,胆汁酸能够调节细菌气体代谢,并影响宿主上皮细胞反应。

**方法** 将一株分离自中重度急性胰腺炎患者、具有高产气能力的临床大肠杆菌菌株,与选定的初级胆汁酸和次级胆汁酸共同培养。通过压力测量、气相色谱-热导检测器(GC-TCD)和气相色谱-质谱联用(GC-MS)评估气体产生情况。通过间接暴露Caco-2和PANC-1上皮细胞评估其生物活性,随后进行细胞凋亡/坏死检测及全转录组RNA测序。

**结果** 胆汁酸显著重塑了细菌气体代谢。胆酸和脱氧胆酸促进了大量气体产生,而鹅脱氧胆酸几乎完全抑制了气体生成。尽管细胞凋亡和坏死程度极低,细菌气体代谢物仍诱导了广泛的转录重塑。与PANC-1细胞相比,Caco-2细胞表现出更强烈的反应,尤其是对脱氧胆酸来源气体的反应;其涉及炎症信号传导、细胞外基质重塑、上皮细胞可塑性、应激反应以及包括PTGS2、MMP1、PLAUR、NR4A2和SERPINE1在内的癌症相关基因。PANC-1细胞则表现出更为有限的反应,主要涉及氧化应激、蛋白质稳态和自噬相关通路。

**结论** 我们的研究表明,细菌气体是一类此前未受到充分认识的微生物组来源信号分子,能够在不直接接触细菌的情况下调节宿主基因表达。我们鉴定出一种受胆汁酸组成调控的产气型微生物组表型,将微生物代谢与上皮细胞信号传导联系起来。这些发现拓展了宿主—微生物组通信的概念,并为研究细菌气体代谢物在肠道疾病和胰腺疾病中的作用提供了理论框架。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.24.746699v1?rss=1

🏷️ 胆汁酸调控 细菌气态代谢物 宿主—微生物组通信 产气型微生物组表型 上皮细胞转录重塑