文章题目：Fermentation of alginate and its oligosaccharides by the human gut microbiota: Structure–property relationships and new findings focusing on Bacteroides xylanisolvens

发表期刊：Nutrients

影响因子：4.8

通讯单位：中国海洋大学、青岛海洋生物医药研究院

        褐藻胶及其寡糖在农业和食品领域具有重要应用。然而，上述两种分子口服进入人体肠道后如何被菌群发酵代谢并未得到完全阐明。近日，中国海洋大学医药学院及青岛海洋生物医药研究院尚庆森和李全才团队对褐藻胶及其寡糖的肠道菌群降解特性进行了系统研究。相关研究为褐藻胶及其寡糖的进一步开发利用提供了理论依据。

图1人体肠道菌群对褐藻胶（Alg）、低分子量褐藻胶（LAlg）和褐藻胶寡糖（AOS）的发酵利用分析

        通过人体肠道菌群体外模拟发酵，作者研究发现，褐藻胶及其低分子量衍生物及寡糖均可以被人体肠道菌群利用。尽管不同个体的发酵利用能力存在差别，但是整体而言，与褐藻胶（Alg）相比，低分子量褐藻胶（LAlg）和褐藻胶寡糖（AOS）更易被肠道菌群发酵利用。其中，分子量为0.8 kDa的褐藻胶寡糖AOS1发酵产生更多的对人体有益的丁酸等短链脂肪酸。

图2 褐藻胶（Alg）、低分子量褐藻胶（LAlg）和褐藻胶寡糖（AOS1）发酵前后人体肠道菌群结构变化分析

        通过16S rRNA高通量测序及生物信息学分析，作者进一步研究发现，褐藻胶及其寡糖发酵前后肠道菌群结构发生显著改变。其中，人体肠道中的解木聚糖拟杆菌（Bacteroides xylanisolvens）在发酵之后含量显著升高。上述研究提示解木聚糖拟杆菌是人体肠道中褐藻胶及其寡糖的关键降解菌。

图3 不同人体肠道来源的解木聚糖拟杆菌对褐藻胶寡糖（AOS1）的发酵利用分析

        进一步的研究证实，不同人体肠道来源的解木聚糖拟杆菌均可以发酵利用褐藻胶寡糖。褐藻胶寡糖（AOS1）可以显著促进不同人体肠道来源的解木聚糖拟杆菌的生长。解木聚糖拟杆菌是人体肠道中的新一代益生菌，上述研究提示褐藻胶寡糖（AOS1）作为新一代益生元具有重要的开发价值。

图4 解木聚糖拟杆菌发酵利用褐藻胶寡糖（AOS1）的酶学分析

        进一步的基因组学分析表明，解木聚糖拟杆菌体内含有褐藻胶裂解酶PL6_1。推测其能够降解代谢褐藻胶及其寡糖。此外，解木聚糖拟杆菌发酵利用褐藻胶寡糖（AOS1）过程中，其代谢产小分子有机酸的功能显著提升。

图5 解木聚糖拟杆菌发酵利用褐藻胶寡糖（AOS1）前后代谢组学分析

        综上，本研究首次系统阐明了人体肠道菌群对褐藻胶及其寡糖的发酵利用特征。本研究发现褐藻胶寡糖可以显著促进人体肠道中新一代益生菌解木聚糖拟杆菌的生长，为褐藻胶寡糖作为新一代益生元的开发提供了理论依据。

图6 人体肠道菌群对褐藻胶及其寡糖的发酵利用研究总结

        该课题组长期致力于肠道菌群和天然多糖的互作关系研究，在肠道菌群的体外模拟发酵、肠道功能菌株的分离筛选、多糖的肠道菌群代谢机制和新一代益生菌的开发研究方面具有重要积累，欢迎对本领域有研发兴趣的企业或高校课题组洽谈合作。

        参考文献： 1.Li, J.; Lv, Y.; Shao, M.; Lv, D.; Fu, Z.; Guo, P.; Li, Q.; Shang, Q. Fermentation of Alginate and Its Oligosaccharides by the Human Gut Microbiota: Structure–Property Relationships and New Findings Focusing on Bacteroides xylanisolvens. Nutrients 2025, 17, 1424. 

        原文链接：https://doi.org/10.3390/nu17091424

作者：尚庆森

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

 如有侵权，请联系删除