综述：微生物调节色氨酸代谢将肠道菌群与疾病及其治疗联系起来

这篇综述系统阐述了肠道菌群通过色氨酸（Trp）代谢的三大通路（吲哚途径、犬尿氨酸途径和血清素途径）调控宿主健康的机制，揭示了其在代谢综合征、神经精神疾病、胃肠道癌症等疾病中的关键作用，并探讨了抗生素、益生菌和饮食等干预策略靶向Trp代谢的治疗潜力。

　　

微生物调控色氨酸代谢的疾病关联与治疗前景

1. 引言

色氨酸（Trp）作为必需氨基酸，通过肠道菌群驱动的三大代谢途径影响宿主生理：吲哚途径生成吲哚丙酸（IPA）、吲哚乙酸（IAA）等衍生物；犬尿氨酸途径产生犬尿氨酸（Kyn）和喹啉酸；血清素途径合成5-羟色胺（5-HT）。这些代谢物通过激活芳香烃受体（AHR）或调节免疫/神经功能，成为连接肠道微生态与系统性疾病的关键纽带。

2. Trp代谢的微生物调控

2.1 吲哚途径

特定菌株如Clostridium sporogenes和Lactobacillus reuteri通过色氨酸酶将Trp转化为IPA和IAA，激活AHR以增强肠道屏障功能。例如，IPA通过抑制miR-142-5p促进胆固醇外流，改善动脉粥样硬化。

2.2 犬尿氨酸途径

IDO1/TDO酶将Trp转化为Kyn，其水平在抑郁症和癌症中升高。Roseburia intestinalis可抑制IDO1，减少神经毒性代谢物3-羟基犬尿氨酸（3-HK）的积累。

2.3 血清素途径

孢子形成菌通过短链脂肪酸（SCFA）上调色氨酸羟化酶（TPH1），促进结肠5-HT合成。而5-HT过量则可能加剧肠易激综合征（IBS）症状。

3. 影响因素

抗生素显著降低IPA水平，而高纤维饮食促进Akkermansia增殖，增加有益代谢物。益生菌如Bifidobacterium通过调节IDO活性平衡Kyn/5-HT通路。

4. 代谢物与菌群互作

Trp代谢物如IPA抑制病原菌（如Staphylococcus aureus）毒力，而Kyn通过AHR促进调节性T细胞（Treg）分化，形成免疫抑制微环境。

5. 疾病关联

5.1 代谢综合征

HFD饮食减少Clostridium衍生的IPA，导致AHR激活不足和肠道渗漏，促进肥胖。

5.2 神经精神疾病

抑郁症患者肠道Roseburia减少，致5-HT降低而Kyn升高，喹啉酸过度激活NMDA受体引发神经毒性。

5.3 癌症

肿瘤微环境中IDO1过表达耗竭Trp，Kyn通过AHR-Foxp3轴促进Treg增殖，助力免疫逃逸。

6. 治疗策略

IDO抑制剂（如Epacadostat）和TPH1拮抗剂（Telotristat ethyl）已进入临床试验。益生菌Lactobacillus通过分泌ILA改善结肠炎，而Trp补充剂可缓解阿尔茨海默病的神经炎症。

7. 挑战与展望

当前需解决菌株特异性（如L.reuteri不同株疗效差异）和代谢通路冗余性问题。合成生物学改造菌群或能精准调控Trp代谢分支，为个性化治疗提供新范式。