已知饮食是肠道微生物A组成的主要调节剂。来自我们食物的膳食化合物如蛋白质,脂肪,纤维和多酚,可以影响肠道微生物群组合物和微生物代谢物这会影响人类健康。例如,动物蛋白质中的饮食可能导致产生有害的细菌代谢物和高红肉消耗与肠道微生物群的负面改变有关,以及诸如的各种疾病心脏病结直肠癌;然而,关于生效的碳水化合物对肠道微生物菌和宿主健康有点令人着重。

红肉富含N-糖甘油蛋白酸(Neu5GC),其是一种唾液酸这是由九碳骨架组成的酸性糖,该酸糖通常在大多数非人类哺乳动物的所有细胞类型中发现的甘草链的最外端。唾液酸参与各种生理和病理过程。在人类中,红肉消耗可以使Neu5GC掺入细胞表面聚糖中,这是一种多糖,特别是在癌症中。已经假设可以在含Neu5GC的聚糖遇到循环抗Neu5GC抗体时触发慢性炎症,该抗Neu5GC抗体被称为“脑骨膜炎”。

由于酶CMP-NEU5AC羟化酶(CMAH)的进化丧失,人类不能合成NEU5GC。另一方面,细菌可以使用游离唾液酸作为营养和碳源,但如果肠道微生物群触发来自食物的Neu5GC的释放或者结合的Neu5GC在肠中被代谢。

研究宿主微生物相互作用,因为它涉及唾液酸,来自加州大学圣地亚哥的Zaramela和同事,如果Neu5GC富含饮食可能影响小鼠和人类的细菌代谢和肠道微生物群组成。通过16S rRNA基因扩增,它们鉴定并将粪便微生物组与人类(如转基因)相比CMAH- / -小鼠,其繁殖不含编码CMAH酶像类似人的基因,以及含有无唾液酸(大豆)饮食的野生型小鼠,Neu5GC富含猪亚夏粘蛋白(PSM)饮食,或a Neu5Ac-rich edible bird’s nest (EBN) diet.

作者发现存在的细菌有显着差异CMAH- / -与野生型小鼠依赖于饮食。富含Neu5GC的饮食改变了肠道微生物,特别是在膀翼和梭菌中。与基因型无关,与喂食大豆和EBN饮食的微生物组相比,PSM喂养小鼠的微生物组显着较差。另外,通过计算人体肠道微生物组的773代谢模型,研究人员发现了成员伯啉,包含Brageodes fragilis,Bacteroidescacae类杆菌,是使用唾液酸作为碳源的一些最有效的微生物。

为了研究微生物组中存在的唾液酸酶基因,共组合组合的组合和51个基因组箱,其中群体分配并将其分配给运作分类单位(OTUS),含有21种Sialidase基因。宾13,其中包含五个唾液酶,其亲密是B. Thetaiotaomicron,与EBN饮食相比,PSM中最丰富的表明它在肠道Neu5GC新陈代谢中起着重要作用。

为了在人类中测试他们的研究结果,科学家们重新分析了坦桑尼亚猎人聚集组的粪便霰弹枪序列在旱季期间,当他们的饮食富含肉时,与湿季节相比,箱13在微生物组样品中更丰富。在发现的24个基因组箱中,含有SialidaseHZ136的BinHZ19,与先前在小鼠研究中鉴定的唾液酶26具有最大的序列相似性。研究人员还发现,Sialidase26和SialidaseHZ136释放Neu5GC的食物来源(牛肉,猪肉和PSM味噌),表明表现出Neu5GC偏好的唾液酸酶可能是哺乳动物肠道的普及。

总之,Zaramela及其同事鉴定了几种对Neu5GC偏好的唾液酸酶,其在消耗Neu5GC的饮食时富含小鼠和人类的肠道微生物群。作者得出结论,虽然更多体内需要研究,肠道微生物率较少的细菌含有Neu5GC-overlow唾液酸酶的细菌可能导致仇牙炎(对Glycan的辛酸催化反应Neu5GC)增加,这可能促进炎症性疾病如结直肠癌和动脉粥样硬化。

参考:Zaramela LS,Martino C,Alisson-Silva F,等。肠道细菌反应饮食变化编码唾液酸酶,其表现出对红色肉类水合物的偏好自然微生物学,2019. DOI:10.1038 / S41564-019-0564-9。