麦角硫因增强有益细菌并抑制肠道致癌作用

由哈齐奥斯实验室（Broad研究所和哈佛-麻省总医院）领导的国际团队发现，人类肠道共生菌在厌氧（无氧）条件下会交换常见的膳食抗氧化剂麦角硫因（EGT）来补充能量。该研究发表在《细胞宿主与微生物》杂志上。

研究进展如何？

• 体外模型：两大门类的关键代表——共生梭菌和脆弱拟杆菌——的分离培养物在培养基中仅含有麦角硫因作为“唯一”的抗氧化剂。
• 交叉喂养：当菌株一起生长时，发现一种菌株将 EGT 转化为更易获取的代谢物（例如丙酮酸和短链脂肪酸），然后被另一种菌株吸收，从而使两者都能够在没有 O₂ 的情况下产生 ATP。
• 对照实验：C. symbiosum 和 B. fragilis 单独都不能有效在含有 EGT 的培养基中生长，而当它们配对时，ATP 产量和细胞生物量增加了两倍。

主要发现

1. 麦角硫因的作用：这种抗氧化剂存在于蘑菇、豆类和全谷物中，似乎不仅具有保护作用，而且也是常见肠道细菌属的能量底物。
2. 增强无氧呼吸：交叉喂养增加了发酵和 NAD⁺ 再生途径的活性，这对于在缺氧的结肠环境中生存至关重要。
3. 群落稳定性：EGT 交换通过阻止致病菌优势和刺激有益代谢物 (SCFA) 的产生来增强微生物群落的结构稳定性。

作者指出，麦角硫因代谢途径在结直肠癌患者中更为常见，这可能表明微生物麦角硫因代谢与肿瘤发病机制之间存在联系。这为利用酶抑制剂或饮食调整（例如增加富含麦角硫因的食物摄入，如蘑菇和豆类）来调节微生物群以达到治疗目的开辟了前景。

健康影响

• 营养生态学：除了膳食纤维外，膳食抗氧化剂还可作为“有益”微生物的宝贵燃料，增强其对短链脂肪酸生成和免疫调节的贡献。
• 新型益生元：麦角硫因及其衍生物可能成为有针对性的益生元，能够“充电”有益的厌氧菌并抵消菌群失调。
• 治疗意义：通过控制饮食中 EGT 的可用性，可能改善代谢健康、减少炎症并增强肠道屏障功能。

主要作者周泽表示：“我们首次展示了抗氧化剂交叉喂养的真正机制，它有助于在肠道的厌氧区域产生能量。”

作者强调了三个关键点：

1. 麦角硫因作为代谢“桥梁”
   “我们首次证明麦角硫因不仅是一种抗氧化剂，而且还能成为厌氧菌的能量来源，增强它们在结肠中的数量。”

2. 与结直肠癌预防相关
   “加强的微生物群落会产生更多的短链脂肪酸，例如丁酸，它可以保护结肠上皮并抑制肿瘤生长，”共同作者玛丽亚·冈萨雷斯教授补充道。

3. 益生元治疗的前景
   “进一步的研究将有助于开发以麦角硫因为基础的有针对性的益生元，以补充目前筛查和预防结直肠癌的策略，”周泽博士总结道。

这项工作为基于天然抗氧化剂的新一代益生元铺平了道路，它可以“启动”微生物群的内部生物能量并改善宿主的健康。