"肠道菌群-代谢物互作网络揭示狨猴肠道中Clostridium_sensu_stricto_1比双歧杆菌更具关键菌属潜力"

这篇研究通过纵向关联网络分析，揭示了狨猴肠道中Clostridium_sensu_stricto_1通过调控胆汁酸（BAs）代谢和神经活性物质（如GABA）发挥关键作用，其网络中心性评分（KCS）超越高丰度的双歧杆菌。研究创新性提出"候选关键菌评分"指标，为理解灵长类肠道微生态稳态机制及疾病靶点（如十二指肠狭窄）提供了新视角。

　　

ABSTRACT

普通狨猴（Callithrix jacchus）作为非人灵长类模型，因其在微生物组学研究中的转化价值备受关注。该研究通过纵向采集10只健康圈养狨猴的粪便样本，结合16S rDNA测序和靶向代谢组学（包括短链脂肪酸SCFAs、胆汁酸BAs和氨基酸AAs三大代谢面板），构建了菌群-代谢物互作网络。Spearman相关性分析和层次聚类显示，Clostridium_sensu_stricto_1与牛磺胆汁酸（如taurocholic acid）及神经递质前体（谷氨酸、GABA）显著相关，提示其通过调控牛磺酸代谢影响微生物生长信号。

IMPORTANCE

既往研究表明狨猴肠道菌群存在显著个体差异，但动态互作机制不明。本研究发现Bifidobacterium虽是丰度最高的菌属（驱动34.4%的β多样性差异），但网络分析揭示Clostridium_sensu_stricto_1具有更高的代谢调控权重——其参与的细菌-代谢物关联占总数50%以上，且与7种差异丰度代谢物（如下调的牛磺酸）相关。通过新开发的"关键菌候选评分"（KCS）综合评估网络中心性、簇状态和代谢关联，该菌属评分（26分）显著高于Alloprevotella（20分）和Bifidobacterium（14分）。

INTRODUCTION

狨猴作为专性树胶食性动物，其肠道菌群富含碳水化合物和氨基酸代谢通路。野生与圈养个体的菌群差异（如Bifidobacterium丰度变化）常与饮食相关，但"健康"菌群标准尚未明确。研究假设Bifidobacterium可能作为关键菌种（keystone species）维持微生态稳定，但缺乏对低丰度高影响力菌属的系统评估。

MATERIALS AND METHODS

采用交叉实验设计，对10只1-9岁狨猴进行6天社会隔离应激，收集基线期（Pre）、应激期（Iso）、恢复期（Post）和对照期（Ctrl）粪便样本。16S数据分析使用QIIME 2流程，代谢物检测采用GC-MS（SCFAs）、LC-MS/MS（BAs）和HPLC（AAs）。通过HAllA算法计算Spearman相关性，Cytoscape构建网络并计算度中心性（degree centrality）和介数中心性（betweenness centrality）。

RESULTS

1. 差异代谢物反映时间效应而非处理效应：PERMANOVA分析显示，11种差异代谢物（如α-鼠胆酸、甘氨胆酸）主要在Pre-Control间出现，提示变化源于时间而非应激。
2. 代谢物聚类呈现A/B亚型：胆汁酸和支链氨基酸（如缬氨酸）聚为B型，与A型（如组氨酸）呈负相关。Clostridium_sensu_stricto_1与B型代谢物关联密切。
3. 网络拓扑揭示关键枢纽：细菌-代谢物子网符合幂律分布（p<0.05），Clostridium_sensu_stricto_1以15条边成为最大枢纽，与taurocholic acid（介数中心性0.83）形成关键通路。
4. Bacteroidales簇的竞争关系：MCODE识别出含Bifidobacterium和7种Bacteroidales的簇，二者呈负相关，暗示营养生态位竞争。

DISCUSSION

研究颠覆了"高丰度菌属主导功能"的传统认知：

• Clostridium_sensu_stricto_1的跨界调控：其与tauroBA的关联可能通过法尼醇X受体（FXR）影响宿主胆汁酸合成，并与Olsenella共现提示级联效应。该菌属在十二指肠狭窄狨猴中富集的报道，强化了其"致病性关键菌"可能性。
• Bifidobacterium的双面性：虽与健康相关，但其丰度易受饮食影响（如蛋白摄入增加会促进Bacteroides的异戊酸生成），更符合"基础菌属"而非关键菌属特征。
• 方法学创新：KCS指标整合网络拓扑与生物学意义，为复杂微生物组研究提供新范式。未来需通过宏基因组测序和菌株移植验证这些候选菌的功能机制。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持结论）