《Food Research International》：Gut microbiota-dependent immunomodulatory effects of galactofucan: Evidence from fecal microbiota transplantation and pseudo-germ-free mice
编辑推荐：
•与CTX-FMT组相比，UPSG-FMT受体的CD4+和CD8+T淋巴细胞比例更高。•来自UPSG处理供体的FMT恢复了肠道菌群失调，并显著富集了小鼠瘤胃球菌科。•UPSG衍生的肠道菌群改善了代谢紊乱，伴随着鸟氨酸醋酸水平升高。•肠道菌群耗竭消除了UPSG对免疫力和肠屏障完
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与CTX-FMT组相比，UPSG-FMT受体的CD4+和CD8+T淋巴细胞比例更高。
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来自UPSG处理供体的FMT恢复了肠道菌群失调，并显著富集了小鼠瘤胃球菌科。
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UPSG衍生的肠道菌群改善了代谢紊乱，伴随着鸟氨酸醋酸水平升高。
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肠道菌群耗竭消除了UPSG对免疫力和肠屏障完整性的保护作用。
引言
越来越多的证据表明，肠道菌群对于海藻酸发挥免疫调节作用至关重要（Li, Veeraperumal, et al., 2024；Park et al., 2024）。特别是，这些效应越来越多地被考虑与特定微生物组成和代谢物的变化密切相关，如短链脂肪酸（SCFAs）（Ormerod et al., 2016b；Tang et al., 2024）。作为宿主最大的免疫器官，肠道不仅维持营养吸收和屏障稳态，还通过肠道菌群和代谢物参与系统性免疫（Schluter et al., 2020）。据报道，海藻酸由于其抗宿主消化的特性，通常以相对完整的形式到达肠道，随后被特定肠道微生物利用，从而重塑微生物组成和代谢模式（Azehaf et al., 2023；Deleu et al., 2021）。此外，研究表明肠道菌群是从Sargassum fusiforme和Ulva lactuca衍生的多糖免疫调节活性的重要因素（Huang et al., 2026）。同样，Laminaria japonica海藻酸改善了肠道菌群失调，从而发挥免疫调节作用（Tyszka et al., 2021）。
然而，目前将海藻酸诱导的肠道菌群变化与免疫调节作用联系起来的证据，大多来自于微生物变化与宿主反应之间的关联。在许多研究中，皮尔逊或斯皮尔曼相关性等相关性分析被用来检查特定类群或微生物代谢物的相对丰度与宿主免疫相关参数之间的关系（Tang et al., 2022；Xue et al., 2019）。这种分析可以揭示微生物和宿主变量之间的关联，但无法确定微生物变化是否有助于海藻酸的免疫调节作用（Chaudhari et al., 2021）。更重要的是，相关性分析的证据并不能显示改变的菌群能否将这些效应转移到新的宿主。此外，它也不能揭示破坏肠道菌群是否会削弱海藻酸治疗的效应。因此，需要对肠道菌群进行实验操作，如肠道菌群移植和菌群耗竭方法，以超越基于相关性观察的范围，进一步阐明肠道菌群在海藻酸介导的免疫调节中的功能贡献（Chaudhari et al., 2021；Khoruts & Sadowsky, 2016）。
FMT模型是一种将供体粪便制剂转移到受体中，旨在利用多样化微生物群落重构受体微生物组的过程（Tyszka et al., 2021）。此外，PGF模型采用抗生素治疗来消除内生共生微生物（Liu et al., 2021）。它提供了一种有效的策略来评估目标物质的生物活性是否依赖于肠道菌群。近年来，一种海藻酸——来自Undaria pinnatifida配子叶的半乳甘露聚糖（galactofucan）因其多样的生物活性而备受关注，包括抗氧化（Lee et al., 2023）、抗肿瘤（Synytsya et al., 2010）和免疫调节活性（Bai et al., 2025）。然而，在先前关于U. pinnatifida配子叶半乳甘露聚糖（UPSG）免疫调节活性的研究中（Bai et al., 2025），尚不清楚UPSG塑造的肠道菌群能否将其免疫调节效应转移到新宿主，以及破坏肠道菌群是否会削弱这些效应。因此，结合FMT和PGF小鼠模型来进一步研究肠道菌群在UPSG免疫调节效应中的作用是必要的。
基于上述考虑，本研究假设UPSG通过调节肠道菌群来缓解环磷酰胺（CTX）诱导的免疫抑制和肠屏障损伤。为了验证这一假设，同时采用FMT和PGF小鼠模型进行互补验证。通过整合组织病理学分析、流式细胞术、16S rRNA高通量测序和靶向代谢组学，系统地评估了FMT和PGF治疗与UPSG相关对免疫器官、T细胞亚群、肠黏膜完整性和微生物相关代谢特征的影响。FMT模型用于评估UPSG的有益效应能否通过肠道菌群转移，而PGF模型用于检查肠道菌群的破坏是否削弱UPSG的生物效应。
章节摘要
材料与方法
UPSG从U. pinnatifida配子叶中提取。我们之前的研究表明，UPSG是一种高分子多糖（约410 kDa），主要由半乳糖和岩藻糖组成，含有48.4 ± 2.1%的总碳水化合物和29.2 ± 0.4%的硫酸基团（Bai et al., 2025）。
UPSG调节的肠道菌群减轻免疫器官损伤
将CTX和UPSG供体组的肠道菌群移植到相应的受体小鼠中，以研究肠道菌群对UPSG介导的免疫调节的贡献。如图1B-F所示，与CTX-FMT组相比，UPSG-FMT组的小鼠体重、胸腺和脾脏指数显著恢复至正常水平。特别是，小鼠在CTX处理后表现出体重下降趋势，这可能是由于全身性
讨论
本研究利用FMT和PGF小鼠模型，全面调查了UPSG发挥免疫调节效应的机制。FMT小鼠模型表明，UPSG的免疫调节能力可以通过肠道菌群转移。这些发现表明肠道菌群可能参与UPSG的免疫调节效应。为了研究肠道菌群的贡献，随后采用抗生素诱导的PGF小鼠模型。
结论
本研究通过结合FMT和PGF小鼠模型的综合验证，系统地展示了肠道菌群在UPSG生物活性中的关键作用。移植UPSG衍生菌群的受体小鼠缓解了免疫器官损伤，激活了T细胞免疫反应，富集了小鼠瘤胃球菌科，并促进了SCFAs和差异代谢物鸟氨酸醋酸的生成。此外，PGF模型显示UPSG失去了免疫激活效应
CRediT作者贡献声明
Lin Bai：写作 – 初稿、调查研究。Longze Liu：方法学、形式分析。Chen Song：调查研究。Zhikun Zhao：资源、方法学。Guochao Chu：调查研究。Xiaomeng Ren：监督、形式分析。Chunqing Ai：监督、形式分析。Shuang Song：写作 – 审阅与编辑、监督、资金获取。
伦理声明
本研究按照ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。
本研究获得大连理工大学动物伦理委员会批准。
（批准号：DLPU2025082）。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文工作的竞争性经济利益或个人关系。
致谢
本工作得到国家自然科学基金联合基金（U24A20470）的支持。
Lin Bai|Longze Liu|Chen Song|Zhikun Zhao|Guochao Chu|Xiaomeng Ren|Chunqing Ai|Shuang Song
