营养学是我们日常生活中不可或缺的一部分，但其内部机制仍然像一个“黑箱”。我们知道许多植物性食物对健康有益，却并不总能解释其背后的原因。同样，肠道微生物组在消化这些食物中的作用也尚未完全揭示。
近日发表在《Cell》的一项新研究表明，我们或许可以通过调控肠道微生物，提高饮食对健康的益处。研究发现，某些肠道细菌能够分解一类被称为酚类配糖体（phenolic glycosides）的植物化合物，从而释放出对人体有益的小分子物质。
植物化合物如何影响人体健康？
“植物合成这些化合物的目的各不相同——有的用于吸引授粉者，有的用于抵御食草动物，还有的用于杀灭细菌，”波士顿儿童医院（Boston Children's Hospital）传染病学及胃肠病学、肝病学与营养学专家Seth Rakoff-Nahoum博士表示。“当我们食用这些植物时，这些分子会发生什么变化？它们对人体有什么影响？”
研究团队发现，不同的肠道微生物会利用特定的酶来分解特定的酚类配糖体。这些酶会切断糖分子，使微生物能够利用，而同时释放出的小分子则可能对人体有益。例如，这些小分子可能调节肠道炎症，甚至增强对艰难梭菌（Clostridioides difficile，简称C. diff）的抵抗力。
通过微生物调控炎症和艰难梭菌感染
为了探索肠道微生物在营养代谢中的作用，研究人员重点研究了拟杆菌属（Bacteroides），这一类细菌在人体肠道中占据重要地位。他们选取了7种不同的酚类配糖体，并测试了52株拟杆菌和副拟杆菌（Parabacteroides）菌株，以筛选出最擅长分解这些化合物的微生物。
“我们识别出了哪些微生物擅长代谢植物化合物，以及它们使用的特定酶，”Rakoff-Nahoum博士说道。“接下来，我们在小鼠炎症性肠病（IBD）和艰难梭菌感染的模型中测试，发现这些微生物确实能够释放具有免疫调节和抗结肠炎特性的活性分子。”
实验显示，一些小分子可以选择性地抑制艰难梭菌在肠道内的定植。其中一个具有潜力的分子是白藜芦醇（resveratrol）。白藜芦醇的前体——虎杖苷（polydatin）广泛存在于葡萄和红酒中。当拟杆菌属的特定酶分解虎杖苷时，白藜芦醇被释放，并在小鼠模型中表现出抗生素特性，有效抑制了艰难梭菌的生长。
另一种化合物水杨苷（salicin）来源于柳树皮，是阿司匹林（aspirin）的前体。通常情况下，它在肝脏中被代谢为水杨酸。但研究发现，当拟杆菌属细菌在肠道中分解水杨苷时，会释放出水杨苷醇（saligenin），这是一种能够调节肠道稳态和平衡免疫反应的活性物质。在小鼠模型中，能够产生这种酶的拟杆菌菌株能够有效抵抗结肠炎，而缺乏该酶的菌株则不具备此功能。此外，单独给予水杨苷醇也显示出保护作用。
“我们让小鼠摄入来自柳树皮的水杨苷，发现它可以用于治疗肠道炎症，”Rakoff-Nahoum博士表示。“这表明，我们可以通过调控肠道微生物，充分利用食物中的天然健康成分。”
未来的临床应用与治疗潜力
研究团队希望，这些发现能在未来被应用于临床治疗。一种可能的方式是将植物酚类配糖体与相应的微生物酶或细菌本身配对，以最大化其健康益处。目前，Rakoff-Nahoum博士已经申请了与炎症性肠病（IBD）和艰难梭菌感染相关的专利，为未来的治疗方案奠定基础。
波士顿儿童医院胃肠病学、肝病学与营养学科主任Scott Snapper博士评价道：“在我看来，这项研究开辟了一个全新的研究领域，并有可能带来重大的治疗突破。”
随着对肠道微生物及其代谢能力的深入研究，人类或许能够更科学地利用膳食营养，提高健康水平，并开发针对肠道疾病的新型疗法。
参考文献：Gavin A. Kuziel et al, Functional diversification of dietary plant small molecules by the gut microbiome, Cell (2025). DOI: 10.1016/j.cell.2025.01.045
编辑：王洪
排版：李丽
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