云南农业大学食药同源功能食品团队：α-亚麻酸通过调节肠道菌群促进小鼠肠道干细胞增殖

2021-12-24 10:23:10

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近日，云南农业大学盛军教授、田洋教授团队在国际权威期刊Molecular Nutrition & Food Research（IF=5.914，TOP期刊）在线发表封面论文《Short-chain fatty acids produced by Ruminococcaceae mediatesα-Linolenic acid promote intestinal stem cells proliferation》。研究揭示了α-亚麻酸通过增加瘤胃球菌科微生物丰度，增加短链脂肪酸含量，活化Wnt/β-catenin信号通路，进而促进肠道干细胞增殖的作用及机制。此外，α-亚麻酸通过促进肠道干细胞增殖，提高肠道屏障，缓解5-氟尿嘧啶诱导的肠黏膜炎。这些结果为α-亚麻酸在预防和治疗肠黏膜炎方面的应用提供了科学依据。

肠上皮是成年哺乳动物中更新最快的组织，在营养吸收、激素释放、免疫屏障功能等方面发挥着重要作用。肠上皮细胞的不断更新对于维持肠黏膜的正常结构和功能至关重要，而这种更新的驱动力来自于肠道干细胞（ISCs）的增殖和分化。

肠道微生物在调节肠道稳态和完整性，塑造不同肠区和不同肠细胞亚群的多种形态和功能特征方面扮演着关键作用。目前已有研究证实肠道微生物可以通过模式识别受体、多种信号通路和代谢物直接或间接调控ISCs的增殖和分化。其中，肠道微生物可以通过激活Wnt信号通路参与ISCs的调控，以及肠道微生物代谢产物-短链脂肪酸（SCFAs）可调节ISCs的增殖和分化。

膳食营养具有调节ISCs增殖和分化的作用，同时强烈影响肠上皮细胞的形态和功能。例如，高脂饮食、热量限制、禁食、锌、维生素D3、谷氨酰胺等，可以调节ISCs的活性，并改变小肠和绒毛的长度。其中，高脂饮食中的脂肪酸，包括棕榈酸、油酸和脂质混合物具有驱动肠道类器官自我更新和诱导上皮细胞增殖的功能。然而，人体必需脂肪酸之一的α-亚麻酸（ALA）是否具有促进ISCs的增殖的作用仍不清楚。因此，本研究的目的是探究ALA促进ISCs增殖的作用，并揭示ALA通过肠道微生物-代谢物-信号通路轴促进ISCs增殖的作用机制。

该研究发现，ALA通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进ISCs增殖，进而促进小鼠小肠和绒毛的生长。同时，ALA增加了瘤胃球菌科和普雷沃菌科的丰度，并促进了SCFAs的产生。随后的粪菌移植实验和抗生素干预实验表明，ALA促进ISCs增殖的作用依赖于肠道微生物，并且功能菌群与瘤胃球菌科微生物相关。微生物代谢物异丁酸通过激活Wnt/β-catenin信号通路促进了ISCs增殖。此外，ALA通过促进ISCs增殖，提高肠道屏障，减轻了5-氟尿嘧啶引起的肠粘膜损伤。这些结果表明瘤胃球菌科微生物产生的SCFAs通过激活Wnt/β-catenin信号通路介导ALA促进ISCs增殖，提出了ALA作为一种预防和治疗肠粘膜炎的益生元的可能性。

图1 文章图解摘要

通信作者简介

盛军教授

盛军，博士，教授，博士生导师。主要从事生物技术研究和开发工作。承担国家863计划项目1项，国家、省部级课题10余项，申请国际和国内发明专利40余项，获国家发明专利10项，发表论文200余篇。获2017年云南省科学技术进步特等奖，2018年云南省科学技术杰出贡献奖，2019年云南省科学技术进步奖一等奖。曾入选“中国优秀青年科技创新奖”，首批“跨世纪百千万人才工程”国家级人选，云南省引进的首批“百名海外高层次人才”。2010年被评为“全国优秀科技工作者”，2014年获“云岭学者”称号。兼任中国微生物学会副理事长、国家科技进步奖评审专家、国家药监局新药评审专家。

田洋教授

田洋，博士，教授，博士生导师。现任云南农业大学食品科学技术学院院长，食药同源资源开发与利用教育部工程研究中心主任，国家辣木加工技术研发专业中心主任，云南省药食同源功能食品工程研究中心主任。云南省产业技术领军人才，云南省中青年学术和技术带头人后备人才。云南省食药同源功能食品硕士导师团队。

主要从事食药同源功能性食品研究。主持国家及省部级科研项目10余项；发表学术论文120余篇，以第一或通讯作者发表SCI论文21 篇（IF≥10，1 篇；IF≥5 ，7 篇），授权国家专利38 项；制定国家及行业标准4 项；主编或副主编著作4 部；获云南省科技进步一等奖1 项，三等奖2 项；梁希林业科学科技进步三等奖1 项。兼任中国食品科学技术学会理事、国家食药同源科技创新联盟理事、国家农产品加工技术研发体系青年工作委员会委员等。

编辑：袁艺；责编：张睿梅

文章、作者简介及图片来源于云南农业大学食药同源功能食品团队，点击https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/mnfr.2...即可查看英文摘要原文。

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