文章题目：Alginate oligosaccharide ameliorates azithromycin-induced gut microbiota disorder via Bacteroides acidifaciens-FAHFAs and Bacteroides-TCA cycle axes

发表期刊：FOOD & FUNCTION

影响因子：5.4（2025）

通讯单位：中国科学院烟台海岸带研究所，中国科学院大学，烟台毓璜顶医院，烟台大学

        益生元是一类不能被宿主消化吸收，但能被特定肠道微生物分解代谢的底物。它们能够刺激特定微生物群体的增殖，抑制病原菌的繁殖。此外，益生元在调节肠道pH值、修复肠道屏障、改善宿主代谢和调节免疫等方面发挥着积极作用，从而有助于宿主健康。褐藻寡糖（alginate oligosaccharide, AO）是一类具有广泛应用前景的益生元，但对阿奇霉素诱导的肠道微生态紊乱的恢复作用研究关注较少。本篇研究通过宏基因组-代谢组学分析，系统评估AO及其复合物对阿奇霉素所造成小鼠肠道菌群紊乱的调节作用，旨在揭示其改善肠道微生态失衡的机制。

        SPF级C57BL/6J雄性小鼠随机分为4组（n = 11）：对照组（NC，正常饮食）、阿奇霉素组（AZ，阿奇霉素干预）、阿奇霉素+褐藻寡糖组（AZ+AO）、阿奇霉素+褐藻寡糖组复合物组（AZ+Pre，含AO、菊粉、抗性淀粉等）。实验周期2周，首周AZ、AZ+AO、AZ+Pre 组给予阿奇霉素，第二周AZ+AO组在饮水中补充AO，AZ+Pre组补充褐藻寡糖复合物。

Fig. 1 实验流程

        实验结果表明，两周内四组小鼠的体重增加没有显著差异（Fig.2 A）。组织和器官重量分析表明，除结肠外，其他组织的重量没有显著差异。实验两周后，AZ组结肠重量比NC组重92.36 mg，AZ + Pre组结肠重量比AZ组重134.82 mg，AZ + Pre组结肠重量比AZ + AO组重128.82 mg，而AZ + AO组和AZ组之间没有显著差异（Fig.2B-G）。

        作者继续通过NMDS（非度量多维尺度）模型（Fig.3A）结合Anosim分析（相似性分析）（Fig.3B）分析四组小鼠肠道菌群组成的差异。结果表明，与AZ组相比，AZ + AO和AZ + Pre组显著提高了被阿奇霉素降低的肠道菌群丰富度和多样性，富集Akkermansia、Bacteroides acidifaciens等有益菌，减少了Staphylococcus等致病菌，且AZ + Pre的调节效果要优于AO（Fig.3C-E）。

Fig. 2 肠道微生物群组成分析

        作者继续监测了小鼠肠道代谢物的变化，AZ组与NC组差异代谢物达409种，AO及复合物干预后差异代谢物数量变化显著；KEGG通路分析显示，AZ组影响胆汁分泌、牛磺酸代谢等通路，AO干预富集氨基酸生物合成、TCA循环等通路，复合物富集嘌呤代谢等通路。

Fig. 3 阿奇霉素和褐藻寡糖改变代谢物的组成和途径

        继续分析差异代谢物的组成发现，AO及复合物上调熊去氧胆酸、三羧酸（TCA）循环中间产物（柠檬酸等），下调亚牛磺酸等；Spearman分析显示Bacteroides acidifaciens丰度与TCA中间产物呈正相关（Fig 7A）。

Fig. 4 阿奇霉素和藻酸寡糖改变代谢物的组成和途径

        最后，作者分析了阿魏酸羟基脂肪酸酯（FAHFAs）的变化情况，FAHFAs是一类新型脂质，在维持葡萄糖稳态中发挥关键作用：它们可激活G蛋白偶联受体120（GPR120），促进葡萄糖转运蛋白GLUT-4的转运，从而增强胰岛素刺激的葡萄糖摄取；同时，激活 GPR120能减少巨噬细胞中白细胞介素-1β（IL-1β）和肿瘤坏死因子α（TNF-α）的释放，缓解肥胖相关炎症。如Fig.5所示，AZ组FAHFAs显著降低，AO及复合物则可显著上调多数FAHFAs，且Bacteroides acidifaciens与部分FAHFAs呈显著相关。

Fig. 5 AO及其复合物对FAHFAs水平的影响

        总之，褐藻寡糖及其复合物显著增加了被阿奇霉素降低的肠道菌群的丰富度和多样性，明显富集了阿克曼菌属和嗜酸拟杆菌等有益菌，同时显著减少了葡萄球菌属等致病菌，这表明其对肠道菌群失调有改善作用。此外，褐藻寡糖复合物对调节肠道菌群紊乱的效果比褐藻寡糖更为显著。褐藻寡糖的有益作用还通过代谢效应分子的有益改变得到证实，这表明褐藻寡糖及其复合物通过嗜酸拟杆菌-FAHFAS轴，以及提高TCA循环中间产物，如柠檬酸、富马酸和 α-酮戊二酸的水平，改善了代谢稳态。除此之外，这三种代谢物的含量还与嗜酸拟杆菌和萨特拟杆菌的种群数量呈正相关，这表明拟杆菌属可能通过TCA循环在能量平衡中发挥调节作用。

        原文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2023/fo/d2fo02812c

作者：汪浩

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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