呼吸道微生物代谢活动空间异质性及其对免疫微环境调控的机制研究

来自Wong团队的研究人员通过多组学分析揭示了呼吸道微生物功能活动的空间差异及其对代谢微环境的影响。研究发现Prevotella等口腔共生菌在下呼吸道代谢活跃，通过同位素标记证实其直接贡献于甲硫氨酸等免疫调节代谢物的生成，为肺部疾病治疗提供了新靶点。

　　

微生物在呼吸道不同区段的代谢活动呈现显著空间差异，这种差异直接塑造了肺部独特的代谢生态位。研究团队采用宏基因组/宏转录组(metagenome/metatranscriptome)联合代谢组分析技术，发现Prevotella melaninogenica、Streptococcus和Veillonella等常见口腔共生菌在下呼吸道表现出异常活跃的代谢功能。通过稳定同位素示踪技术证实，这些微生物能特异性生成甲硫氨酸(methionine)、酪氨酸(tyrosine)等具有免疫调节功能的代谢物。

值得注意的是，微生物代谢产物如谷氨酸(glutamic acid/glutamate)的浓度梯度变化与呼吸道不同区段的免疫应答特征密切相关。小鼠模型实验进一步揭示，接种上述共生菌可导致局部代谢物浓度显著升高。该研究首次系统描绘了肺部微生物代谢网络的空间拓扑结构，为理解微生物-宿主互作(host-microbe interaction)如何通过代谢重编程(metabolic reprogramming)影响肺部免疫稳态提供了新视角。