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为明确 Hizikia fusiforme 多糖（HFP）靶向利用的关键肠道细菌，研究人员开展 HFP 体外消化发酵特性及靶向菌筛选研究。发现 HFP 可被 Bacteroides caccae 有效降解并影响其代谢谱，为揭示 HFP 与肠道共生菌互作机制奠定基础。
在肠道微生态与人类健康紧密关联的当下，天然多糖作为调节肠道菌群的重要功能性成分备受关注。褐藻来源的硫酸多糖因其独特结构和生物活性成为研究热点，但这类多糖在肠道中被哪些关键细菌选择性利用、如何影响菌群代谢等科学问题尚不明晰。尤其是 Hizikia fusiforme 多糖（HFP），虽已知其能调节肠道微生物群并带来健康益处，却始终未明确其在肠道中靶向作用的关键细菌，这极大限制了对 HFP 与肠道菌群互作机制的深入理解，也阻碍了其在功能性食品或微生态制剂开发中的精准应用。
为填补这一研究空白，研究人员围绕 HFP 的肠道代谢机制展开系统研究。
研究背景与目的
肠道是人体最大的微生态系统，肠道微生物群的平衡对宿主免疫、代谢等功能至关重要。植物源多糖因结构复杂难以被人体消化道酶完全分解，常抵达大肠成为肠道菌群的 “食物”，进而通过调节菌群组成和代谢影响宿主健康。拟杆菌属（Bacteroides）作为肠道中降解植物多糖的核心菌属，其不同菌种对特定多糖的选择性利用能力是近年研究的焦点。HFP 作为一种由半乳糖、葡萄糖、甘露糖、岩藻糖和半乳糖醛酸（3.04:1.00:1.15:2.82:6.51）组成，主链结构为→4)-α-GalAp-(1→4)-α-Hexp-(1→4)-α-GalAp-(1→4)-α-Fucp-(1→4)-α-GalAp-(1→且带有硫酸化单元的褐藻多糖，其与拟杆菌属的相互作用机制尚不明确。本研究旨在通过体外模拟消化和发酵实验，筛选出能特异性利用 HFP 的拟杆菌菌种，并解析其对 HFP 的降解模式及对菌群代谢谱的影响，为阐明 HFP 的肠道作用机制提供科学依据。
研究机构与成果
深圳科技计划和国家自然科学基金资助的研究团队开展了此项研究，相关成果发表在《Food Bioscience》。
关键技术方法
研究主要采用以下技术方法：
- 体外模拟消化实验：通过模拟唾液、胃液和肠液环境，利用 DMMB 法和高效凝胶渗透色谱（HPGPC）分析 HFP 在不同消化阶段的含量和分子量变化，验证其抗上消化道消化能力。
- 体外发酵实验：以人体粪便菌群为接种物进行体外发酵，检测发酵前后 HFP 含量、分子量、硫酸基团和糖醛酸含量变化，评估其可发酵性。
- 16S rRNA 测序与单菌筛选：对发酵后的菌群进行 16S rRNA 测序，结合分离培养的 7 株拟杆菌单菌发酵实验，筛选出高效利用 HFP 的菌种。
- 代谢谱分析：通过非靶向代谢组学技术，分析目标菌种发酵 HFP 前后的代谢产物变化，解析 HFP 对菌群代谢的调控作用。
研究结果
HFP 抗上消化道消化且可被肠道菌群发酵
体外模拟消化实验显示，HFP 在唾液、胃液和肠液中消化后，其含量和分子量均无显著变化，表明 HFP 具有较强的抗上消化道消化能力。而经人体粪便菌群体外发酵后，HFP 含量和分子量显著降低，硫酸基团含量也明显减少，证实 HFP 可被肠道菌群有效发酵利用。
粪拟杆菌（Bacteroides caccae）为 HFP 的高效利用菌
对 7 株拟杆菌单菌发酵 HFP 的能力进行筛选发现，粪拟杆菌（B. caccae）在降解 HFP 方面表现出高效性。值得注意的是，与人体粪便菌群发酵结果不同，B. caccae 发酵 HFP 后硫酸基团含量无显著变化，但 HFP 中的糖醛酸含量明显降低，提示 B. caccae 对 HFP 的降解具有独特的作用模式，可能主要作用于糖醛酸结构单元，是人体肠道中参与 HFP 利用的关键菌种之一。
HFP 显著影响粪拟杆菌的代谢谱
代谢谱分析表明，HFP 可显著改变 B. caccae 的代谢产物组成，促进多种代谢物的积累，其中以脂类分子和有机酸为主。这一结果提示 HFP 可能通过调控 B. caccae 的代谢通路，影响其与宿主的物质交换和信号传递，进而发挥调节宿主代谢和免疫等健康效应。
研究结论与意义
本研究首次发现粪拟杆菌（B. caccae）是 HFP 在人体肠道中的特异性利用菌，揭示了 HFP 通过选择性靶向 B. caccae 并调控其代谢谱的作用机制。研究结果不仅拓展了对褐藻多糖 - 肠道菌群互作机制的认识，也为基于 HFP 的功能性食品开发、肠道微生态调节剂设计提供了新的靶点和理论依据。未来可进一步深入研究 B. caccae 与 HFP 的相互作用细节，以及其代谢产物对宿主健康的具体影响，推动 HFP 在精准营养和微生态治疗领域的应用。
