一种控制复杂肠道微生物的简单化合物

日本理研综合医学科学中心(IMS)的研究人员发现，乙酸是一些肠道细菌产生的主要代谢物，参与调节其他肠道细菌。具体来说，实验表明醋酸盐可以引发针对潜在有害细菌的免疫反应。该研究结果发表在科学杂志上自然，将导致开发新的方法来调节肠道细菌的平衡。

你可能会惊讶地发现，我们的肠道中生活着40万亿种重要的细菌。它们通过产生必需的营养物质和清除外来病原体来帮助我们保持健康。另一方面，如果这些共生细菌失去控制，它们会损害你的健康。因此，了解人体调节肠道细菌平衡的方式是保持健康的重要问题。

免疫球蛋白A (IgA)是人体内产生最多的抗体，主要由肠道粘膜表面分泌。IgA被认为通过与肠道细菌结合来调节肠道细菌的生长、定植和功能。然而，直到现在，我们还不知道在动态变化的肠道环境中，是什么触发了IgA对细菌的反应。

肠道细菌帮助我们分解我们吃的东西小块叫做代谢物。最近的研究表明，这些代谢物对肠道内的免疫功能有显著影响。特别是短链脂肪酸(SCFAs)代谢物的肠道细菌已知它们参与创造和调节免疫细胞功能。它们被认为可以增加IgA的产生，但到目前为止，没有人知道是什么触发了这种行为。

由RIKEN IMS的Hiroshi Ohno领导的研究小组喂给小鼠的食物可以在大范围内特异性地增加局部SCFAs肠．对小鼠的分析表明，醋酸盐(一种短链脂肪酸)既增加了产生IgA的细胞数量，也增加了IgA的数量，还调节了IgA与每种肠道细菌结合的数量。Ohno说:“包括醋酸盐在内的短链脂肪酸很容易在胃和近端小肠中被吸收，因此很难研究口服短链脂肪酸在远端小肠(如结肠)中的影响，因为在远端小肠中短链脂肪酸的水平很高。”“我们的合作者开发了一种方法，可以有效地将代谢物输送到远端肠，这使我们能够分析SCFAs对那里的免疫系统的影响。”其他SCFAs，如丙酸或丁酸不影响IgA。

研究人员还发现，与IgA结合的细菌类型取决于是否存在醋酸盐。通常情况下，IgA主要与常见的共生细菌结合，但在用醋酸盐处理的小鼠中，它倾向于与潜在的有害细菌结合，如大肠杆菌。更详细的分析表明，当醋酸盐导致结肠中产生IgA时，IgA会与那些潜在的有害细菌结合，防止它们定居并入侵黏液层。

这些发现有些出乎意料。“起初，我们认为醋酸盐只是对所有共生细菌同等地增加IgA，”Ohno解释说。“令人惊讶的是，它通过与其他免疫细胞合作，优先促进对抗某些微生物的IgA的产生。”事实上，实验表明醋酸盐只在潜在有害细菌存在时才会增加IgA的产生。

总的来说，这项研究揭示了醋酸盐产生的细菌会改变肠道内IgA的平衡这一过程包括与细菌成分一起增强IgA的产生。通过增加IgA的产生，尤其是有潜在攻击能力的IgA有害细菌，醋酸会改变肠道的细菌组成。

“越来越多的证据表明，肠道菌群与许多人类疾病有关。IgA是控制微生物群最有效的方法之一，因此我们认为我们的发现是这种调节机制的基础。由于代谢物的功能在很大程度上仍然未知，我们将继续关注宿主-微生物通过这些小分子的相互作用，以揭示它们如何影响人类病理生理学，”Ohno说。

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