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尽管我们在现代社会似乎更常担心营养和能量摄入过多而造成肥胖，但全世界范围内，仍有2亿儿童面临营养不良的问题。
美国圣路易斯华盛顿大学（Washington University School of Medicine in St. Louis）的Jeffrey I. Gordon教授是研究肠道微生物群的先驱，揭示了肠道微生物通过其独特的代谢能力对人体施加作用，例如影响宿主细胞的脂肪储存和肥胖症的消长。
多年来，Gordon教授的研究团队也在深切关注儿童营养不良问题，发现营养不良与肠道菌群发育紊乱有关。
图片来源：123RF
2019年，Gordon教授和孟加拉国国际腹泻病研究中心的同事在《科学》期刊发表论文，展示了他们为营养不良儿童设计的治疗性食物方案，包含鹰嘴豆、大豆、香蕉和花生粉等，可以定向促进肠道菌群健康生长，从而增强幼儿的肌肉骨骼生长、大脑神经发育和免疫功能。
在最新的一期《科学》上，Gordon教授领导的研究小组带来了最新进展。经过长期的临床试验，他们发现，先前设计的这套治疗性食物之所以能起到改善儿童生长发育的作用，与一种肠道有益细菌——普氏粪便杆菌（Faecalibacterium prausnitzii）及其产生的酶有特别密切的关系。
研究人员从临床试验参与者的肠道微生物中培养出特定的十几种细菌菌株，将其定植到无菌条件下出生的小鼠体内。对比定植了不同菌株的小鼠后发现，含有普氏粪便杆菌的菌群的小鼠肠道内，有一类被称为N-酰基乙醇胺（NAE）的脂质分子远远含于缺少该菌株的小鼠。而这类脂质分子中的代表——油酰乙醇胺（OEA），是一种已知的食欲抑制分子。
随后，利用生物信息学和生物化学工具分析，研究团队找到了普氏粪便杆菌用来降解OEA等NAE分子的酶：脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）。对于营养不良的儿童来说，治疗性食品增加了普氏粪便杆菌的量及其FAAH的表达，从而减少食欲抑制分子的水平，还可以影响肠道免疫功能通路的表达。
▲在普氏粪便杆菌中鉴定出具有广泛水解和合成活性的FAAH酶（图片来源：参考资料[1]）
有趣的是，人体内也有FAAH酶。更确切的说，过去研究者只知道FAAH的人类版本，现在第一次发现了FAAH的微生物版本。人类FAAH的作用是分解内源性大麻素，因此先前曾有研究把FAAH看作开发药物的靶点，用于缓解慢性疼痛、炎症和焦虑等情绪障碍。
这项新研究进一步将肠道细菌的FAAH与人类的FAAH做了比较，他们发现两者的结构有很大差异，细菌的FAAH似乎有更广泛的能力，除了水解多种底物外，还能合成一系列带有脂质修饰的氨基酸，这些分子进而激活人类细胞上的受体，影响肠道免疫反应。此外，细菌的FAAH酶还能控制其他一些脂质信号分子，包括神经细胞之间用来传递信号的神经递质分子。
▲FAAH的细菌版本（左）和人类版本（右）有不同的结构（图片来源：参考资料[2]；Credit：Jiye Cheng）
研究作者指出，鉴定出肠道细菌的FAAH酶不仅有助于理解有益的食疗方案为何起效，还可以解释为什么不同个体对某些口服药物有不一样的反应。此外，由于人类和细菌的FAAH酶在结构上非常不同，因此抑制人类FAAH的药物不会影响细菌的酶，还可以开发选择性操纵细菌FAAH酶活性和合成产物的新疗法，对胃肠道相关的各种疾病具有治疗意义。
参考资料：
[1] Jiye Cheng et al., (2024) A human gut Faecalibacterium prausnitzii fatty acid amide hydrolase. Science Doi: https://doi.org/10.1126/science.ado6828
[2] Beneficial gut microbe has surprising metabolic capabilities. Retrieved Oct. 25, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1061802
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