综述：肠道微生物代谢物与线粒体活性氧生成之间的互作：对细胞健康的影响

《Molecular and Cellular Biochemistry》：Interconnection between gut microbial metabolites and mitochondrial ROS production: implications for cellular health

本综述深入探讨了肠道微生物代谢物（如短链脂肪酸SCFAs）通过线粒体-活性氧（ROS）途径调控细胞稳态的机制，揭示了肠道-线粒体轴在多种疾病（如阿尔茨海默病AD、炎症性肠病IBD）中的核心作用，为靶向代谢疗法提供新视角。

　　

Abstract

数万亿微生物栖息于人类肠道中，通过分泌多种代谢产物参与 diverse 生物过程。这些代谢物显著影响线粒体功能并调控活性氧（ROS）的生成。这种肠道-线粒体通讯在调节细胞稳态（cellular homeostasis）、能量生产和氧化应激管理方面起着关键作用，这些都是维持最佳健康所必需的。短链脂肪酸（SCFAs）、次级胆汁酸、胺类和气体代谢物是主要的肠道代谢物，它们通过调控线粒体过程来促进有效能量生产并避免氧化损伤。当线粒体功能受损时，会改变肠道菌群（失调，dysbiosis），导致炎症并助推多种疾病的发生，例如多发性硬化症、阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）、IgA肾病、炎症性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）和结直肠癌。肠道-线粒体轴（gut-mitochondria axis）是一种多层面的相互作用，它调控细胞的能量稳态，并为治疗提供了新的机遇。益生菌（probiotics）、益生元（prebiotics）、饮食调整以及代谢物疗法具有恢复肠道微生物平衡、增强线粒体功能和减轻氧化应激的潜力。这些措施通过调节肠道-线粒体轴，为多种疾病的新疗法带来了希望。本综述审视了肠道微生物群、线粒体ROS和肠道-线粒体轴之间的相互作用，阐述了这些关系如何影响健康与疾病。

Graphical abstract

图示摘要直观展示了肠道微生物代谢物（如SCFAs、胆汁酸等）被宿主吸收后，进入细胞并影响线粒体电子传递链（ETC）的功能。这过程可能导致ROS的过量产生，进而触发氧化应激和炎症反应。另一方面，健康的菌群和干预措施（如特定饮食）则可促进代谢平衡，维持正常的能量（ATP）生产与ROS水平，保障细胞健康。该图示整合了从“肠道”到“线粒体”再到“细胞命运”的核心通路。