肠道微生物与宿主免疫系统之间的对话是当前生物医学研究的前沿热点。芳香族氨基酸（色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸）作为连接饮食、菌群和免疫的关键节点，其代谢产物能够通过多种信号通路精细调控宿主免疫细胞功能，进而影响机体的健康状态以及炎症性肠病、感染性疾病等多种病理进程。然而，宿主与肠道菌群在芳香族氨基酸代谢中的复杂互作网络及其在免疫应答中的调控机制缺乏系统总结。
2026年6月1日，浙江大学动物科学学院朱书研究员团队在国际免疫学权威期刊《Cellular & Molecular Immunology》上发表题为“Integrating host-microbiota metabolic networks: how aromatic amino acids shape immune homeostasis and affect disease progression”的长篇综述。该文首次提出了宿主-微生物芳香族氨基酸代谢的整合框架，系统阐述了肠道菌群如何将膳食来源的芳香族氨基酸转化为免疫活性分子，并揭示了这些代谢产物通过膜受体、核受体及表观遗传修饰实现对树突状细胞、巨噬细胞、T细胞和B细胞等多类免疫细胞亚群的特异性调控。文章还深入剖析了该代谢轴在炎症性肠病及病毒感染（如HIV、SARS-CoV-2）中的失调机制，并展望了靶向“微生物-代谢物-免疫轴”的精准治疗策略。
与其它氨基酸不同，芳香族氨基酸凭借其芳香侧链的独特化学性质，能够被宿主和微生物酶系广泛修饰，生成吲哚衍生物、酚类化合物、微量胺等多种信号分子。更重要的是，许多共生菌拥有哺乳动物所缺乏的莽草酸途径，能够从头合成芳香族氨基酸，而宿主则依赖微生物代谢产生特定的信号分子（如芳基烃受体配体）。此外，芳香族氨基酸还是血清素、多巴胺等神经递质的前体，直接连接了神经与免疫调节。这些特征共同奠定了芳香族氨基酸在宿主-微生物互作中的核心地位。
综述详细描绘了肠道菌群转化芳香族氨基酸的代谢图谱。以色氨酸为例，不同菌门（如厚壁菌门、变形菌门）分别通过脱氨、脱羧等途径生成吲哚、色胺、吲哚-3-乙酸、吲哚-3-丙酸（IPA）等一系列活性产物。该团队近期研究发现，IPA的产生往往依赖于菌间互养：例如，Blautia coccoides生成的吲哚-3-乳酸经Clostridium sporogenes或Peptostreptococcus russellii转化为IPA，后者通过激活肠上皮PPARα信号促进酮体生成，进而驱动LGR5+肠道干细胞再生，加速黏膜愈合（Zhang et al., Nature Communications, 2026a; 2026b，http://www.cas.zju.edu.cn/caschinese/2026/0228/c88137a3136146/page.htm
http://www.cas.zju.edu.cn/caschinese/2026/0210/c88137a3134185/page.htm）。苯丙氨酸和酪氨酸的代谢同样呈现复杂的菌间协同，这些网络不仅影响菌群自身结构，还通过代谢物反馈调节宿主免疫。
图1芳香族氨基酸在宿主-肠道菌群轴中的整合代谢网络
该综述还系统归纳了芳香族氨基酸代谢产物作用于不同免疫细胞类型的分子通路。在树突状细胞中，色氨酸代谢产物犬尿氨酸通过芳基烃受体（AHR）建立正反馈环路，稳定耐受性表型；血清素则通过HTR4/7-cAMP-PKA信号轴改变细胞因子谱。在巨噬细胞中，IPA和吲哚丙烯酸分别通过PXR和NRF2通路抑制炎症，而苯丙酮酸则通过抑制PPT1去棕榈酰化活性促进NLRP3炎症小体组装。
图2芳香族氨基酸代谢产物对先天免疫细胞的调控机制
对于T细胞，不同AHR配体产生截然相反的效应——FICZ促进Th17分化，而TCDD诱导Treg，揭示了配体选择性调控的重要性。尤为引人注目的是，该团队还介绍了血清素化这一新型表观修饰：转谷氨酰胺酶2将血清素共价连接至GAPDH，增强CD8+T细胞的糖酵解代谢和抗肿瘤功能。
图3宿主与微生物来源的芳香族氨基酸代谢产物对适应性免疫细胞的调控
在炎症性肠病中，患者血清色氨酸水平与疾病活动度呈显著负相关，肠道菌群产生AHR配体的能力普遍受损，AHR表达降低。补充IPA或特定产IPA菌株（如P. russellii）能够通过恢复AHR-IL-22信号轴减轻结肠炎。在感染性疾病领域，色氨酸代谢同样扮演双重角色：适度激活IDO1可限制衣原体等色氨酸营养缺陷型病原体的生长，但过度激活则导致T细胞功能障碍，这在HIV和SARS-CoV-2感染中尤为突出。值得注意的是，SARS-CoV-2患者血清中IPA水平降低，而犬尿氨酸水平升高，后者通过AHR过度激活加剧细胞因子风暴并抑制NK细胞功能。
综述最后指出，当前领域亟待回答几个关键问题：免疫细胞如何解码复杂代谢物混合物中的信息？代谢信号与细胞因子等经典免疫信号如何整合？宿主为何“容忍”微生物消耗必需氨基酸来调控免疫？单细胞空间代谢组学、代谢物成像技术及组织特异性基因编辑动物模型的发展，将助力从静态图谱走向动态预测，最终实现基于代谢物调控的精准免疫治疗。
浙江大学动物科学学院博士研究生张雅楠、硕士研究生赵欣雅、中国农业大学博士后王浩然为论文共同第一作者，动物科学学院朱书研究员与浙江大学转化医学学院王宇浩研究员为该文共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金等项目资助。
论文链接：https://doi.org/10.1038/s41423-026-01435-6
（图、文/朱书课题组 编辑/王昭荣 初审/师福山 终审/任思丹）
科研与开发科
2026年6月8日