益生菌Limosilactobacillus fermentum FUA033通过调节肠道菌群提升三种尿石素代谢型小鼠中尿石素A的产量

本研究针对肠道菌群对鞣花酸（EA）代谢个体差异的难题，通过粪菌移植（FMT）构建三种尿石素代谢型（UMs）小鼠模型，并首次证实GRAS级益生菌L. fermentum FUA033能显著提升所有代谢型（包括UM-0）的尿石素A（Uro-A）产量（UM-0组从0升至15.97 μM），同时促进关键菌科Lachnospiraceae增殖。该研究为个性化干预肠道代谢功能提供了新策略，发表于《Journal of Future Foods》。

　　

研究背景与意义

鞣花酸（Ellagic acid, EA）作为石榴、核桃等植物中的多酚物质，其健康效益备受关注，但人体对其吸收率不足1%，需依赖肠道菌群代谢为生物利用度更高的尿石素类物质。其中尿石素A（Uro-A）被证实具有改善肌肉功能、缓解代谢疾病等活性，然而约10-15%人群因肠道菌群缺陷无法产生Uro-A（即UM-0型）。这种个体差异限制了EA类食物的临床应用，如何通过微生物干预提升Uro-A产量成为关键科学问题。

研究设计与方法

江苏海洋大学江苏省海洋生物资源与环境重点实验室的研究团队创新性地结合粪菌移植（FMT）和益生菌干预策略。首先通过抗生素鸡尾酒法构建伪无菌（Pseudo-germ-free, PGF）小鼠模型，随后移植来自UM-A、UM-B和UM-0型志愿者的粪便菌群建立三种代谢型小鼠。在此基础上，口服给予能转化EA为Uro-A的益生菌Limosilactobacillus fermentum FUA033（已测序未公开的GRAS级菌株），采用LC-MS检测尿石素水平，16S rDNA测序分析菌群变化，并通过Tax4Fun2预测代谢通路。

主要研究结果

1. 三种UMs小鼠模型的成功构建

通过21天抗生素处理使小鼠粪便DNA减少70%以上，成功建立PGF模型。FMT后，受体小鼠不仅重现了供体的尿石素代谢特征（如UM-A组仅检出Uro-A），PCoA分析显示其菌群结构与人类供体显著趋同，证实模型有效性。

2. 益生菌显著提升Uro-A产量

L. fermentum FUA033干预4周后，所有代谢型均呈现Uro-A激增：UM-0组从检测限以下升至15.97±2.21 μM（p<0.01），UM-B组从4.13±2.49 μM提升至19.56±1.77 μM（p<0.01）。值得注意的是，UM-0组的Uro-A水平已达到正常人群摄入EA后的浓度范围。

3. 肠道菌群的重编程效应

• 关键菌科调控：UM-0和UM-B组中参与Uro-A合成的Lachnospiraceae相对丰度分别从2.76%→6.94%（p<0.05）和0.91%→4.78%（p<0.05）。

• 菌群平衡改善：FMT-A组的Firmicutes/Bacteroidota比值从3.74降至1.11（p<0.01），Muribaculaceae（调节免疫和能量代谢）在干预组显著增加。

• 功能通路激活：KEGG分析显示酪氨酸/色氨酸代谢通路显著增强，这些通路与神经保护和免疫调节密切相关。

结论与展望

该研究首次证实GRAS级益生菌L. fermentum FUA033可通过"双管齐下"机制——直接代谢EA为Uro-A和富集Lachnospiraceae等功能菌群，突破UM-0个体的代谢限制。相较于传统FMT存在感染风险、菌群移植不稳定的缺点，这种益生菌干预方案更具安全性和可操作性。未来需进一步探索该菌株在代谢综合征、神经退行性疾病等UM-B/UM-0优势人群中的临床应用价值，以及通过膳食配方（如EA与益生菌联用）实现精准营养干预的潜力。

（注：全文数据均来自原文，未添加任何推测性内容；专业术语如PCoA=主坐标分析，GRAS=公认安全物质；菌株名称Limosilactobacillus fermentum FUA033及代谢产物Uro-A/Uro-B等大小写和上下标格式严格遵循原文。）