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在人类的肠道内，居住着数万亿微生物，它们与人体健康有着错综复杂的关联。从物种丰度层面来看，不少微生物和疾病表型息息相关。比如，某些疾病状态下，特定微生物的数量会明显改变。然而，这些微生物影响人类健康的机制在很大程度上仍然是未知的。
而想要深入研究人体微生物组，特别是种类和基因信息最为丰富的肠道菌群，与人体的互作关系，非常有必要进行“多组学”的研究。
今天生信湾就为大家分享一篇肠道菌群相关的文章，研究以“微生物- 代谢物-免疫”为主线，以肠道菌群代谢物与炎症性肠病的关系为导向，开发了一种生物合成酶引导的疾病相关性方法，揭示了肠道微生物磺脂类物质（SoLs）对炎症性肠病（IBD）的保护作用，为肠道微生物代谢物在IBD治疗中的应用提供了理论依据。宝子们快跟着生信湾一睹为快吧！
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l题目：生物合成酶分析确定了TLR4作用肠道微生物磺脂在炎症性肠病中的保护作用
l杂志：Nature Communications
l影响因子：IF=14.7
l发表时间：2024年10月
（注：公众号后台回复“123”获取文献全文！文献编号：20241104）
人类肠道微生物与健康紧密相关，但其影响健康的分子机制多未知，其中微生物功能性代谢物的生物合成是重要机制之一。本研究开发了一种方法来揭示与疾病相关的微生物功能性代谢物，对理解肠道微生物与健康的关系有重要意义。
研究首先从大量人类肠道细菌参考基因组中识别SoL生物合成酶，通过疾病相关数据进行相关性分析，再经化学信息学和代谢组学验证，接着用小鼠模型实验，最后通过细胞实验揭示SoL对免疫调节的作用机制。
1. SoL生物合成酶与IBD的负相关分析
从285,835个人类肠道细菌参考基因组中识别出SoL生物合成酶，通过对IBDMDB数据的分析，发现SoL生物合成酶在健康个体中的普遍性和表达水平高于IBD患者。代谢组学分析也表明，SoL在非IBD组中的含量更高。
图1 SoL生物合成酶在IBD和非IBD组中的存在和表达情况
图2 在IBD代谢组学数据集和独立IBD患者样本中，SoL丰度降低
2. 小鼠模型验证SoL与IBD的关系
在Il10 - 缺陷小鼠的结肠炎模型中，发现SoL的含量在患病小鼠中降低，而炎症标志物的表达增加。同时，通过对不同人类肠道共生菌的分析，确定了SoL对免疫调节的贡献。
图3 小鼠模型中SoL的含量和炎症标志物的表达情况
3. SoL与TLR4的相互作用机制
通过细胞实验，发现SoL主要通过与TLR4相互作用来调节免疫反应。SoL能够直接与TLR4结合，并抑制LPS诱导的炎症反应和巨噬细胞M1极化。
图4 生物活性分子网络导致了sol作为主要生物活性成分的鉴定
图5 SoL与TLR4的分子对接结果
图6 SoLs抑制lps诱导的tlr4信号通路激活和巨噬细胞M1极化
本研究从肠道微生物代谢物切入，结合了生物合成酶分析、代谢组学、转录组学以及小鼠模型实验等多种研究方法，评估肠道微生物磺脂类物质（SoLs）对炎症性肠病（IBD）的影响，为开发新的治疗方法提供了科学依据。对多组学、肠道菌群多样性分析等方向感兴趣的朋友，不妨换个疾病试试复现，有拿不准的设计和技术问题，欢迎带着问题来找生信湾探讨，生信湾助你理清思路，顺利发文！面面俱到，只等你来~
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