題圖 | Pixabay

撰文 | 宋文法

腸道菌群與宿主健康密切相關(guān)，被證實(shí)在多種慢性代謝疾病和衰老過程中發(fā)揮重要作用。既往的研究大多基于宏基因組學(xué)，主要揭示微生物的遺傳潛力，然而，尚不清楚腸道菌群實(shí)際表達(dá)的蛋白質(zhì)功能與代謝疾病、衰老之間的關(guān)系。

2026年3月13日，西湖大學(xué)郭天南、鄭鉅圣等人在"Cell Metabolism"期刊上發(fā)表了一篇題為" Large-scale metaproteomics of human gut microbiota reveals microbial functions in metabolic diseases and aging "的研究論文，該研究全員中文屬名。

這項(xiàng)研究首次通過大規(guī)模蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)，揭示了中國人群腸道菌群在衰老和代謝疾病中的功能性變化，為腸道菌群在衰老干預(yù)、代謝疾病治療的應(yīng)用奠定了重要基礎(chǔ)。

重要的是，研究還發(fā)現(xiàn)一種降糖益生菌：M. elsdenii，其通過產(chǎn)生大量丁酸鹽，刺激腸道L細(xì)胞分泌胰高血糖素樣肽-1（GLP-1），進(jìn)而改善血糖穩(wěn)態(tài)。此外，常用降糖藥二甲雙胍、阿卡波糖等可直接促進(jìn)該菌生長。結(jié)果為2型糖尿病的益生菌協(xié)同治療策略提供了潛在菌株。

圖：論文截圖

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)分析了廣州營養(yǎng)與健康研究（GNHS）隊(duì)列中1399名中國中老年人，采用diaPASEF質(zhì)譜技術(shù)對(duì)1967份糞便樣本開展宏蛋白質(zhì)組學(xué)分析，共鑒定出1456種人體蛋白和92082種微生物蛋白，與44種臨床表型（如血糖、藥物使用、飲食習(xí)慣等）相結(jié)合，構(gòu)建了迄今最大規(guī)模的腸道菌群功能與健康狀態(tài)的蛋白質(zhì)圖譜，揭示了腸道菌群功能與衰老、代謝疾病、藥物干預(yù)之間的復(fù)雜關(guān)系。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在衰老的過程中，腸道菌群驅(qū)動(dòng)的碳代謝和能量代謝功能發(fā)生顯著變化，其中，Phascolarctobacterium屬豐度隨年齡增長而減少，而涉及應(yīng)激反應(yīng)和能量代謝的蛋白則隨年齡增加。這些變化可能與宿主營養(yǎng)吸收效率下降、腸道免疫衰老等生理過程密切相關(guān)。

在代謝疾病方面，發(fā)現(xiàn)多個(gè)不同的代謝疾病（2型糖尿病、高血壓、高脂血癥等）存在共同的腸道菌群紊亂特征，有益菌（如Faecalibacterium prausnitzii，核心丁酸鹽產(chǎn)生菌）及其功能蛋白普遍減少，而該菌的缺失與腸道屏障功能受損、代謝炎癥加劇密切相關(guān)。同時(shí)，患者體內(nèi)參與碳代謝、氨基酸生物合成等核心代謝通路普遍受抑制，表明腸道菌群代謝能力下降是代謝疾病的共性特征。

在藥物干預(yù)方面，降糖、降壓、降脂等藥物的使用可顯著逆轉(zhuǎn)疾病相關(guān)的腸道菌群功能紊亂，其中，F(xiàn)aecalibacterium prausnitzii是多種疾病藥物響應(yīng)的核心菌，在三種疾病中顯示出特異性的腸道菌群功能調(diào)控作用，這提示，代謝疾病藥物的治療效果可能部分通過調(diào)節(jié)腸道菌群功能實(shí)現(xiàn)。

值得一提的是，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)一種降糖益生菌：M. elsdenii（Megasphaera elsdenii），其在2型糖尿病患者中顯著富集，且在接受降糖藥物治療的患者中進(jìn)一步增加。

圖：論文截圖

體外實(shí)驗(yàn)證實(shí)，常用降糖藥二甲雙胍、阿卡波糖等可直接促進(jìn)該菌生長。在無菌小鼠模型中，高糖高脂飲食小鼠定植M. elsdenii后，空腹血糖水平顯著降低，腸道內(nèi)丁酸鹽含量大幅升高。

進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，M. elsdenii通過產(chǎn)生大量丁酸鹽，進(jìn)而刺激腸道L細(xì)胞分泌胰高血糖素樣肽-1（GLP-1），最終改善血糖穩(wěn)態(tài)，這證實(shí)了腸道菌群-丁酸鹽軸在降糖藥物作用和血糖調(diào)控中的關(guān)鍵作用，為2型糖尿病的益生菌協(xié)同治療策略提供了潛在菌株。

研究指出，這是迄今為止最大規(guī)模的腸道菌群宏蛋白質(zhì)組學(xué)研究，不僅揭示了腸道菌群在衰老和代謝疾病中的功能性變化，還發(fā)現(xiàn)了一個(gè)潛在的益生菌降糖靶點(diǎn)：M. elsdenii，為2型糖尿病的益生菌干預(yù)提供了全新候選菌株。

綜上，這項(xiàng)研究首次在蛋白質(zhì)層面系統(tǒng)揭示了腸道菌群功能與衰老、代謝疾病、藥物干預(yù)之間的復(fù)雜關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)M. elsdenii可通過產(chǎn)丁酸鹽調(diào)控血糖穩(wěn)態(tài)，為代謝疾病的益生菌靶向治療提供了全新靶點(diǎn)和理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

https://doi.org/10.1016/j.cmet.2026.02.012

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