新型芽孢杆菌胞外甘露聚糖BVP1通过调控肠道菌群改善代谢相关脂肪性肝病

本研究针对代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）这一全球性代谢疾病，从Bacillus velezensis CGMCC 24752中分离出新型胞外多糖BVP1，证实其为中性α-甘露聚糖，通过动物实验和单核RNA测序技术揭示其通过重塑肠道菌群、调节肝非实质细胞脂代谢基因（如上调Cps1、下调Acsl1）及富集有益代谢物（如水杨酸、亚精胺）发挥抗MAFLD作用，为开发天然MAFLD治疗剂提供新策略。

　　

代谢相关脂肪性肝病（MAFLD）已成为威胁全球公共健康的"沉默杀手"，其发病率在2022年高达32.4%，却缺乏安全有效的治疗药物。虽然美国FDA近期批准了首个THR-β激动剂药物，但天然产物的开发仍是研究热点。肠道菌群作为"第二基因组"，其与宿主代谢的互作机制为MAFLD治疗提供了新思路。在此背景下，中国农业大学的研究团队将目光投向微生物源性的胞外多糖（EPS）——这类由益生菌分泌的生物大分子兼具稳定性与多功能性，其中Bacillus velezensis作为新型益生菌，其EPS的肝保护潜力尚待挖掘。

研究人员采用DEAE-cellulose和Sephacryl S-300 HR层析纯化技术从B. velezensis CGMCC 24752发酵液中获得BVP1，通过甲基化分析、GC-MS和核磁共振（1D/2D NMR）鉴定其结构为以1,2,6-α-D-Man_p为主链的中性α-甘露聚糖。利用高脂饮食（HFD）诱导的MAFLD小鼠模型，结合snRNA-seq和粪菌移植（FMT）等关键技术，系统评估了BVP1的干预效果。

结构特征与纯化
BVP1呈现单一对称峰（HPGPC检测），分子量分布均一。结构解析显示其独特的分支结构包含T-α-D-Man_p和1,3-α-D-Man_p，这种特殊构象可能与其生物活性密切相关。

体内药效评价
BVP1干预显著改善肝脏脂肪变性（组织学评分降低47%）、减轻炎症浸润（TNF-α水平下降52%），并提升超氧化物歧化酶（SOD）活性1.8倍。值得注意的是，其降脂效果与临床常用药物奥利司他相当。

单核转录组解析机制
snRNA-seq揭示BVP1通过调控肝窦内皮细胞、库普弗细胞等非实质细胞的基因表达网络发挥作用：上调尿素循环关键酶Cps1（carbamoyl phosphate synthetase 1）促进脂质分解，同时抑制Acsl1（acyl-CoA synthetase long chain family member 1）介导的脂质合成。这种"双靶点"调节模式解释了其显著的抗脂肪肝效应。

肠道菌群-代谢物轴
16S rRNA测序显示BVP1使拟杆菌门/厚壁菌门比值升高2.3倍，特异性富集产短链脂肪酸菌Megamonas。代谢组学检测到水杨酸（抗炎）、亚精胺（细胞保护）等有益代谢物增加3-5倍。FMT实验证实移植BVP1修饰菌群的小鼠肝脏脂肪沉积减少61%，直接验证了"肠-肝轴"调控的核心地位。

这项发表于《Carbohydrate Polymers》的研究首次系统阐明了B. velezensis源EPS的结构与功能关联，其创新性体现在：①发现新型α-甘露聚糖可通过非实质细胞调控肝脂代谢；②建立EPS-菌群-代谢物多维互作网络；③为开发基于EPS的MAFLD微生态制剂提供理论依据。相较于传统益生菌，BVP1作为稳定性更高的后生元（postbiotic），在工业化生产和临床转化方面更具优势，未来或可发展为兼具营养干预和药物治疗功能的精准营养制剂。