综述：2'-岩藻糖基乳糖与Akkermansia muciniphila在功能性食品中的协同效应：酶促降解机制及肠道健康的治疗应用

本综述系统阐述新一代益生菌Akkermansia muciniphila（A. muciniphila）与母乳寡糖（HMOs）核心成分2'-岩藻糖基乳糖（2'-FL）的协同作用机制。通过聚焦糖苷水解酶家族（GH29/95家族α-1,2-岩藻糖苷酶和GH2/35家族β-半乳糖苷酶）对2'-FL的降解途径，揭示其代谢产物短链脂肪酸（SCFAs）和1,2-丙二醇（1,2-PD）在微生物互作与宿主-菌群对话中的核心作用，为开发靶向肠道微生态的功能性食品提供理论依据。

　　

Taxonomic classification and ecological distribution

Akkermansia muciniphila（A. muciniphila）作为疣微菌门（Verrucomicrobia）的代表性菌种，是一种革兰阴性兼性厌氧细菌，最早于2004年从健康成人粪便样本中分离得到。该菌在健康人群结肠微生物群中占比约1%–4%，具有高度的生态位特异性，主要定植于肠道黏液层，以黏液蛋白作为主要碳源和氮源。目前已鉴定出至少四个种水平的阿克曼菌属分支（AMⅠ–AMⅣ），其中三个已正式命名：A. muciniphila、A. massiliensis 和 A. biwaensis。

Origin and biosynthetic pathways of 2’-FL

2’-岩藻糖基乳糖（2’-FL）是人类乳汁中含量最丰富的寡糖，约占人乳寡糖（HMOs）总量的30%。其生物合成主要依赖由母体FUT2基因编码的α-1,2-岩藻糖基转移酶的催化活性。临床研究表明，添加2’-FL的婴儿配方奶粉在组成和功能上高度模拟人乳。2’-FL已被美国食品药品监督管理局（FDA）和欧洲食品安全局（EFSA）批准作为新型食品成分，应用于婴儿配方食品及膳食补充剂。

Structural features of 2’-FL and nutritional adaptation of A. muciniphila

黏液蛋白作为A. muciniphila的主要营养底物，其结构中的高度糖基化侧链末端常含有岩藻糖残基。该菌通过一系列功能基因簇（如黏液酶、糖苷水解酶和转运蛋白系统）实现对黏液蛋白的降解。近年研究发现，A. muciniphila可特异性利用2’-FL，其降解过程依赖于糖苷水解酶家族（GHs）的协同作用：GH29和GH95家族的α-1,2-岩藻糖苷酶负责切割岩藻糖苷键，释放出乳糖；GH2和GH35家族的β-半乳糖苷酶进一步水解乳糖生成半乳糖和葡萄糖。这些单糖最终经糖酵解和交叉代谢途径转化为短链脂肪酸（SCFAs）及1,2-丙二醇（1,2-PD）。

Roles of SCFAs in intestinal barrier integrity and immune homeostasis

A. muciniphila代谢2’-FL产生的SCFAs（如乙酸、丙酸和丁酸）通过受体激活、表观遗传修饰和能量代谢途径发挥协同效应，构成免疫稳态、黏膜屏障修复和全身代谢平衡的关键调控网络。SCFAs通过激活G蛋白偶联受体（GPCRs，如GPR41、GPR43、GPR109A）抑制组蛋白去乙酰化酶（HDACs），调节调节性T细胞（Tregs）的分化和功能，维持肠道免疫平衡。此外，SCFAs为肠上皮细胞提供能量来源，促进黏液分泌和紧密连接蛋白（如Occludin、ZO-1）表达，增强肠道屏障功能。SCFAs还可通过激活AMPK信号通路改善胰岛素敏感性和脂质代谢，对肥胖、2型糖尿病（T2DM）等代谢性疾病产生干预作用。

Conclusions and future perspectives

本综述阐明A. muciniphila通过GH29和GH95家族α-1,2-岩藻糖苷酶代谢2’-FL的分子机制，其代谢产物SCFAs和1,2-PD不仅为菌体提供能量，还启动与丁酸产生菌的交叉喂养网络，增强微生物群落多样性并改善宿主免疫代谢功能。基于A. muciniphila-2’-FL互作的整合视角，未来研究可聚焦于以下方向：开发针对特定人群（如代谢疾病患者、婴幼儿）的精准营养干预策略；利用合成生物学技术优化2’-FL的生物合成途径；探索基于基因工程菌株的下一代功能性食品开发；深化SCFAs受体信号网络与表观遗传调控机制的研究。这些方向将为基于微生物组靶向干预的功能性食品设计提供创新思路。