2025年1月21日，浙江大学动物科学学院汪海峰课题组在《Nature Communications》杂志正式发表题为“Lactobacillusreuteri ZJ617 attenuates metabolic syndrome via microbiota-derived spermidine”的学术论文。研究发现了猪肠道来源的罗伊氏乳酸杆菌ZJ617能够改善高脂饮食引起的代谢综合征，揭示了L. reuteri ZJ617通过介导肠道菌群亚精胺生成调控机体脂质代谢的作用机制。
脂肪沉积是影响生猪养殖业效率的关键经济性状，也是导致人类代谢综合征的重要因素。先前的队列研究表明，猪肠道中的罗伊氏乳酸杆菌与猪脂肪沉积率呈负相关。汪海峰课题组于2009年从仔猪肠道分离鉴定获得多株乳酸菌，其中一株具有高黏附特性并将其命名为罗伊氏乳酸杆菌浙江株617号，即Lactobacillus reuteri ZJ617 (Anaerobe, 2013, 22: 97-103)。进一步的研究发现，表面蛋白在介导其高粘附特性中发挥重要作用（Can. J. Microbiol. 2015，61: 373-380)，乳酸杆菌肠道粘附特性与免疫调节活力呈正相关（Scientific Reports, 2016, 6:28332）。L. reuteri ZJ617后生元培养上清可调节肠肝轴缓解脂多糖导致的肝脏损伤（The Journal of Nutrition, 2019,149:2046-2055），L. reuteri ZJ617菌株口服干预能够缓解脂多糖导致的肠道炎症、维持肠道屏障功能完整性并调控肠道微生物代谢稳态（Journal of Animal Science and Biotechnology, 2021,12:110）。高脂饮食可诱导肠道菌群失调并破坏肠道屏障完整性。基于此，课题组猜想L. reuteri ZJ617可能具有调节肠道微生物-宿主代谢轴的功能，从而改善高脂饮食诱导的脂质代谢紊乱，并开展了系统性的机制研究。
本研究发现，L. reuteri ZJ617能够缓解高脂饮食诱导的小鼠脂肪沉积，并具有提高机体能量代谢和促进白色脂肪棕色化的作用。肠道微生物组和代谢组分析发现L. reuteri ZJ617能够显著富集肠道中产多胺的微生物并提高肠道内容物及血清中亚精胺水平；通过粪菌移植确证L. reuteri ZJ617重塑的肠道微生物具有合成亚精胺的能力，并能够复现L. reuteri ZJ617的减脂作用。结合菌株的基因组信息和代谢特性，发现L. reuteri ZJ617菌株自身无法合成亚精胺，但具备为亚精胺合成提供前体物质S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的能力。采用体外连续培养发酵系统模拟肠道微生态环境，验证了L. reuteri ZJ617通过生成SAM介导肠道产多胺微生物生成亚精胺的作用。小鼠补充亚精胺能够有效模拟L. reuteri ZJ617的减脂作用，而阻断体内肠道微生物亚精胺的合成途径则消除了L. reuteri ZJ617的代谢益处，证实亚精胺是L. reuteri ZJ617调控肥胖小鼠脂肪沉积的关键代谢物。最后，研究者发现L. reuteri ZJ617介导生成的微生物源亚精胺能够随循环系统到达脂肪细胞，提高脂肪组织亚精胺水平。脂肪细胞体外培养结合亚精胺干预进一步提供了其能够诱导脂肪细胞棕色化的证据。研究结果为利用罗伊氏乳酸杆菌调控机体脂质代谢提供了理论依据，同时为人类肥胖及其相关代谢性疾病的预防干预提供了新见解。
罗伊氏乳酸杆菌ZJ617调控机体代谢综合征的作用机制
浙江大学动物科学学院博士生马燕飞为本文的第一作者、汪海峰研究员为通讯作者，浙江大学转化医学院王宇浩研究员为共同通讯作者，浙江大学动物科学学院钟一帆、唐文杰、Teresa G. Valencak、刘景亮、邓曌曦、毛江笛、王珊珊和浙江大学附属第二医院主任医师刘达人等研究者参与该项工作。该研究获得了国家重点研发计划和浙江省领雁攻关研发计划的资助。
原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-025-56105-4
（汪海峰课题组供稿）
科研与开发科
2025年1月22日