海南大學食品科學與工程學院熱帶益生菌團隊在益生菌腸道自適應機制研究取得新進展

近日，海南大學食品科學與工程學院熱帶益生菌團隊在Nature子刊《Nature Communications》和國際微生態期刊《ISME Communications》發表了兩篇關於益生菌腸道自適應機制的研究論文。

環二鳥苷酸（c-di-GMP）作為一種重要的細菌第二信使，調控多種生物功能，但c-di-GMP在植物乳桿菌中的調控作用仍不明確。研究團隊揭示了c-di-GMP協同WYL轉錄因子MbpR共同調控植物乳桿菌腸道適應的分子機制。MbpR與黏蛋白結合蛋白（MucBP）編碼區中的特定序列結合，抑制其轉錄，從而影響植物乳桿菌對腸道上皮細胞的粘附能力。MbpR透過其WYL結構域感知c-di-GMP後與MucBP的編碼區分離，逆轉了MbpR對MucBP表達的抑制作用，增強了植物乳桿菌的腸道定植能力。該研究為理解益生菌與宿主的互作提供了新視角。該論文海南大學為第一單位，張家超教授為獨立通訊作者，副研究員郭權和2024級博士研究生鄭磊傑為第一作者。

團隊的另一項研究採用多組學方法，深入研究了植物乳植桿菌HNU082（Lp082）在SPF級小鼠腸道內不同生態位的分佈和進化趨勢。結果表明，與大腸相比，小腸是Lp082主要的生存和繁殖地，在此環境中發生了比大腸中更多的進化，並且對小腸本地微生物的影響比大腸更多。在SPF級小鼠的小腸中，Lp082在第三天後開始顯示出顯著的遺傳變異，形成了兩個不同的進化分支，其中一個分支表現出更高的基因突變率。

進一步的研究揭示，這些突變主要集中在與酸耐受性相關的基因上，而在SPF級小鼠大腸和無菌（GF）級小鼠腸道中未觀察到這種現象，表明特定的環境壓力促進了特定基因功能的改變，增強了細菌對胃酸環境的適應能力。本研究強調了腸道不同生態環境對益生菌的分佈和進化的不同影響，為最佳化益生菌的應用和功效提供了新的理論依據。該論文海南大學為第一單位，張家超教授為獨立通訊作者，2022級博士研究生韓哲、中南大學湘雅醫學院海口附屬醫院中心實驗室黃鄧高和2024級博士研究生劉欣蕾為第一作者。