Nat Metab：西湖大学陶亮/郑钜圣发现可预防肥胖的人类肠道细菌代谢物

肥胖影响着世界上数百万人。肠道微生物群影响体脂积累，但其机制仍有待研究。

2025年3月14日，西湖大学陶亮及郑钜圣共同通讯在Nature Metabolism在线发表题为“Human gut microbial aromatic amino acid and related metabolites prevent obesity through intestinal immune control”的研究论文，该研究表明人类肠道微生物芳香族氨基酸和相关代谢物通过肠道免疫控制预防肥胖。

在这里，研究人员在一项大型中国纵向队列研究中揭示了血清中微生物芳香族氨基酸代谢物与体脂积累之间的关系。接下来确定了4-羟基苯乙酸(4HPAA)及其类似物有效地保护雄性小鼠免受高脂肪饮食诱导的肥胖。这些代谢物作用于肠粘膜，调节免疫反应和控制脂质摄取，从而防止肥胖。进一步证明T细胞和B细胞对于4HPAA介导的肥胖预防并不重要，而先天淋巴细胞具有拮抗作用。总之，这些发现揭示了特定的微生物代谢物是通过免疫控制抑制肥胖的关键分子，建立了肠道微生物代谢物调节宿主的机制。

肥胖是一种由遗传、行为和环境因素形成的复杂疾病。对啮齿动物和人类的研究强调了肠道微生物群在影响体重增加方面的关键作用，对宿主产生保护性或有害性影响。许多队列研究已经检验了肠道微生物群和肥胖之间的关系，但是关于与肥胖相关的特定细菌丰度仍然存在争议。某些细菌物种，如Akkermansia muciniphila和Parabacteroides distasonis，已证明对肥胖有抑制作用，而许多其他物种与其促进作用有关。微生物群影响身体脂肪积累的确切机制可能很复杂。已知微生物组影响宿主的能量代谢通过调节宿主的肠道免疫系统来影响体脂积累。细菌成分和/或代谢物，如脂多糖、短链脂肪酸(SCFAs)和胆酸，是该过程中与宿主相互作用的关键因素。

食物在胃肠道中的蛋白水解产生大量的芳香族氨基酸(AAAs)，包括色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸，为肠道微生物产生大量的芳香族化合物提供了丰富的来源。AAAs及其代谢物可能作为介导宿主-微生物组交叉对话的重要信号。例如，从苯丙氨酸或酪氨酸代谢而来的多巴胺、去甲肾上腺素和黑色素，以及从色氨酸代谢而来的血清素，是已知的在肠道-脑轴中具有多效作用的神经递质。苯丙氨酸和酪氨酸的常见肠道微生物代谢途径是AAA氨基转移酶介导的转氨作用，通过该途径，Tyr可以代谢成几种化合物，包括4HPAA、4-羟基苯丙酮酸、4-羟基苯乳酸、4-甲基苯酚(对甲酚)和4-羟基苯乙醇(酪醇)。

微生物AAA代谢与人体脂肪积累有关（图源自Nature Metabolism）

该研究发现了一类肠道细菌特有的芳香族氨基酸（AAA）代谢物，可以作用于肠道，通过调节肠道免疫来降低慢性炎症和脂肪吸收，达到预防肥胖的效果。该研究表明，肠道微生物来源的AAAs和相关代谢物通过调节肠道免疫反应和体内平衡，具有强大的抗肥胖功效。总之，该结果填补了理解肠道微生物代谢物和肥胖之间关系的主要知识空白，阐明了肠道微生物群如何通过代谢依赖的免疫控制来调节宿主生理。微生物AAAs和具有抗慢性肠道炎症活性的相关代谢物的发现对于开发肥胖症和相关代谢障碍的新预防策略和治疗方法可能是有价值的。

参考信息：

https://www.nature.com/articles/s42255-025-01246-5#Sec28