西蓝花摄入通过调控肠道微生物组-宿主互作改善西方饮食模式下的代谢免疫稳态

【编辑推荐】本研究针对十字花科蔬菜(CV)如何通过肠道菌群调控宿主免疫的机制难题，采用含0-2.5%西蓝花粉(BP)的西方全食模型(TWD)喂养小鼠，通过16S rRNA测序、宏基因组和宏转录组分析，发现BP可显著提升β多样性(p=1.20E-03)，促进Lachnospiraceae MD335定植并激活芳烃受体(AhR)通路，证实膳食纤维通过菌群代谢产物(如丁酸)调节肠道免疫的转化医学价值。

　　

在当代高脂高糖的西方饮食模式下，肠道菌群失调与代谢性疾病、慢性炎症的关联日益受到关注。十字花科蔬菜(Cruciferous Vegetables, CV)作为膳食纤维和植物化学物质的重要来源，其代表性成员西蓝花富含的硫代葡萄糖苷等成分，在动物实验中已显示出抗炎特性。然而现有研究多采用远超人类实际摄入量的实验剂量，且基础饲料配方与人类饮食差异显著，导致研究成果难以转化应用。更关键的是，CV如何通过"食物-菌群-宿主"三方互作调控健康的分子机制仍不明确。

美国农业部贝茨维尔人类营养研究中心的研究团队在《The Journal of Nutrition》发表的研究，创新性地采用"西方全食"(Total Western Diet, TWD)模型，通过梯度浓度西蓝花粉(Broccoli Powder, BP)干预(0-2.5%，相当于人类每日1/4-1杯摄入量)，结合多组学技术揭示了BP通过重塑肠道菌群功能网络改善宿主免疫稳态的机制。研究证实，膳食相关性剂量BP即可显著改变菌群结构功能，其产生的微生物代谢产物能直接激活宿主免疫通路，为膳食干预慢性疾病提供了精准靶点。

研究采用40只C57BL/6雄性小鼠，先进行6周TWD基础喂养后，随机分为0%、0.5%、1%和2.5% BP干预组。通过16S rRNA扩增子测序和鸟枪法宏基因组测序(shotgun metagenomic sequencing)分析盲肠菌群组成，宏转录组(metatranscriptomics)解析菌群功能活性，并同步检测宿主盲肠转录组变化。技术体系涵盖从微生物分类到功能基因表达的完整研究链条。

【Effect of BP on microbial diversity and composition】
物种水平β多样性分析显示，2.5% BP组与对照组差异显著(p=1.20E-03)。值得注意的是，Lachnospiraceae MD335在BP高剂量组特异性富集，该菌属与短链脂肪酸(Short-Chain Fatty Acids, SCFAs)产生密切相关。宏转录组数据进一步揭示，BP剂量依赖性上调了菌群中丁酸(butyrate)和乙酸(acetate)合成相关基因表达，同时促进植物细胞壁降解和碳水化合物利用基因的转录活性。

【Discussion】
研究首次在生理相关剂量下证实，BP干预能诱导菌群功能重塑：1）促进SCFAs生产者增殖，2）激活AhR(Aryl Hydrocarbon Receptor)通路。这为解释CV抗炎作用提供了分子证据——菌群代谢产生的SCFAs和色氨酸衍生物可能作为AhR配体，调控肠道屏障和免疫细胞功能。特别值得关注的是，实验采用的TWD模型更贴近人类实际饮食结构，使得研究发现具有直接转化意义。

该研究通过创新性的"剂量-效应"实验设计，建立了CV摄入量与菌群功能模块的定量关系，为精准营养干预提供了科学依据。发现的Lachnospiraceae MD335可作为潜在的益生菌靶点，而AhR通路激活则提示了饮食-菌群互作调控免疫的新机制。这些发现不仅为代谢性疾病防治提供了膳食策略，更推动了"食物-菌群-宿主"三位一体研究范式的发展。