荷蘭瓦赫寧根大學團隊Nature子刊重磅發文：微生物“相互喂食”調節植酸代謝

　　近日，荷蘭瓦赫寧根大學Thi Phuong Nam Bui團隊在國際期刊《Nature Microbiology》在線發表題為“Phytate metabolism is mediated by microbial cross-feeding in the gut microbiota”的研究性論文。Willem M. De Vos為第一作者，Thi Phuong Nam Bui為通訊作者，荷蘭瓦赫寧根大學為第一完成單位。

　　膳食成分植酸廣泛分布在植物界中，特別是小麥、大米和堅果。植酸因其強的金屬螯合特性被視為動物飼料中的抗營養素。然而，到目前為止并沒有證據表明人類攝入植酸可能會因礦物質和其他食物成分的生物利用度降低而出現問題。相反，研究發現植物性飲食，包括富含植酸的產品，對健康有益。膳食植酸補充劑已被證明可促進上皮修復、改善葡萄糖代謝、減少炎癥并對結腸癌發揮保護作用。植酸參與胰島素信號傳導、葡萄糖代謝、癌癥轉移和細胞遷移。它是在細胞內肌醇代謝過程中合成的，是哺乳動物中含量最高的肌醇磷酸鹽（InsP）之一。然而，目前尚不清楚膳食植酸鹽是否可以進入體循環并有助于內源性肌醇多磷酸生物合成。因此，該研究采用核磁共振(NMR)光譜和植酸穩定同位素標記相結合的方法，并輔以毛細管電泳質譜(CE-MS)來檢測肌醇磷酸，旨在研究膳食中的植酸如何在體外和體內被人體腸道細菌代謝。結果表明，人類腸道微生物組可以根據微生物組成將植酸轉化為不同的短鏈脂肪酸（SCFA），Mitsuokella spp.是人體腸道中高效且普遍的植酸降解細菌，并且其豐度與人類群體的種族和宿主健康密切相關。此外，腸道菌Mitsuokella jalaludinii和Anaerostipes rhamnosivorans通過3-羥基丙酸酯的協同作用降解膳食植酸，導致有益的SCFA（如丙酸）產生。該研究揭示了膳食植酸鹽對宿主健康的有益影響可能來自微生物組的調節，并提供了促進利用微生物協同作用和膳食植酸鹽有益干預人類健康的戰略方法。

　　本文要點如下：

　　1、Mitsuokella spp.，特別是M. jalaludinii，在人類腸道微生物群中普遍存在。使用13C同位素標記的核磁共振光譜、代謝組學和轉錄組學分析確定了M. jalaludinii中完整的植酸降解途徑，包括中間體Ins(2)P/myo-inositol的產生。主要的最終產物3-羥基丙酸通過與Anaerostipes rhamnosivorans的協同作用轉化為丙酸，這種作用在體外和小鼠體內都得到了證實。

　　2、在[13C6]植酸鹽給藥后，在小鼠盲腸中檢測到各種13C標記的成分，而血漿中沒有[13C6]Insps或[13C6]肌醇。用共培養上清液處理的Caco-2細胞表現出改善的腸道屏障完整性。該結果表明，微生物群在這種植物化學物質的代謝中發揮著重要作用，而M. jalaludinii和A. rhamnosivorans將其發酵為丙酸的過程可能有助于植酸驅動的健康益處。

　　3、Mitsuokella spp.與人類腸道中的植酸降解之間存在很強的相關性，并表明普遍存在的M. jalaludinii與A. rhamnosivorans在將植酸分解為SCFA方面具有協同作用。