本文来源：微信公众号  微生太

健康的肠道通常拥有大量属于厚壁菌门及拟杆菌门的专性厌氧菌，它们可以阻碍兼性厌氧菌及肠杆菌科细菌的扩增，方式是通过限制宿主产生氧气及*盐。然而，其中具体的分子机制并未明确。近来Byndloss等人的研究发现，肠道菌群通过激活过氧化物酶体增殖物激活受体γ(PPARγ)来阻碍肠杆菌科细菌的过度增殖，PPARγ的激活使肠杆菌科细菌获取*盐及氧气受到限制。

研究发现肠道菌群是通过产生*盐来减少*盐产生的，而*盐可以被宿主的核受体PPARγ所感知，与*盐作用相同的是，用特定的激活剂过度刺激PPARγ可以抑制诱导型*合成酶（iNOS）的合成。作者在小鼠身上做了动物实验，发现用抗生素清除产*盐的细菌后，肠道中的*盐增加了。除此之外，用抗生素处理与药物处理相结合的方式激活或阻断上皮细胞的PPARγ信号通路，确认了这个受体在*合成及下游*盐产生中的作用。为排除结果是药物处理脱靶造成的可能，作者在小鼠模型中敲除了PPARγ信号通路，发现同样结果。PPARγ信号通路在限制氧气的生物利用度方面也很重要。我们知道，肠道中*盐的β氧化能够促进能量代谢的进行，可以消耗大量的氧气，因此造成肠道中的低氧环境，限制兼性厌氧菌的增殖。抗生素处理减少了*盐产生同时也改变了肠上皮细胞的代谢，使糖酵解代谢途径取代原来的β氧化途径，而糖酵解不消耗氧气，在这种情况下*盐的正向作用—介导PPARγ信号通路—在限制氧气生物利用度方面的作用就不存在了，这使得兼性厌氧菌的增殖受益。然而，作者发现减少PPARγ信号通讯是增加肠道氧气生物利用度的必要而不充分条件。肠道中氧气的增加及其造成的肠道紊乱是促成炎症的内部因素。用抗生素处理不仅使*盐的产量减少，也使其他与宿主免疫细胞通讯的微生物代谢物减少了。这些代谢物中包括可以诱导结肠调节T细胞产生的短链脂肪酸，而T细胞可以限制促炎应答。当这些代谢物缺失时，T细胞就不会受到刺激，黏膜炎症就会增加，反过来会使肠道中氧气的生物可利用度增加。

总的来说，这项研究发现了肠道菌群使用一种新的分子机制来维持肠道的稳态，同时也强调了PPARγ信号通路在复杂调控中的重要性。

评语

微生态中，微生物之间的定殖拮抗（colonization resistance）分为直接与间接两种方式，直接方式包括微生物之间争夺营养及生态位、分泌杀菌素杀死与之竞争的微生物等，间接方式是通过与宿主的免疫细胞互作来限制部分菌的增殖。本文讲述的是微生物定殖拮抗的间接交锋，专性厌氧菌通过减少肠道中的氧气进而限制兼性厌氧菌的扩增，且代谢产生的*盐与PPARγ受体进行通讯以此减少*的产生，而*是作为*盐合成的前体物质，肠杆菌科等兼性厌氧菌可以利用*盐作为氧气的来源以此进行增殖，*的减少使*盐减少，进而限制肠杆菌科及其他兼性厌氧病原菌的增殖。

*盐是由肠道微生物代谢膳食纤维产生的，由此看来膳食纤维类食物是不错的益生元；而PPARγ信号通路在控制兼性厌氧菌方面起到重要作用，或许会成为治疗肠道菌群紊乱的靶点之一。

参考文献

Vacca I. Microbiome: The microbiota maintains oxygen balance in thegut[J]. Nature Reviews Microbiology. 2017, 15(10): 574-575.

Byndloss M X, Olsan E E, Rivera-Chavez F, et al. Microbiota-activated PPAR-gamma signaling inhibits dysbiotic Enterobacteriaceae expansion[J].Science. 2017, 357(6351): 570-575.

Pickard J M, Zeng M Y, Caruso R, et al. Gut microbiota: Role in pathogencolonization, immune responses, and inflammatory disease[J]. ImmunologicalReviews. 2017, 279(1): 70-89.

本文由朱见深编译，江舜尧编辑。

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