河南農業大學劉伯帥/史瑩華團隊在《Microbiome》期刊發表重要研究成果！

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態的新機制。

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。結果發現，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，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。這一系列嚴謹的實驗強有力地證明：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。

河南農業大學動物科技學院優質飼草與健康養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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