文章题目：Modulating the developing gut microbiota with 2’-fucosyllactose and pooled human milk oligosaccharides

发表期刊：Microbiome

影响因子：13.8

通讯单位：美国加州大学 

        人乳寡糖（HMOs）包括五种基本成分：葡萄糖、半乳糖、N-乙酰氨基葡萄糖、岩藻糖和唾液酸。HMO不经消化进入结肠，对婴儿发育有着至关重要的作用。其中，2’-岩藻糖基乳糖（2’-FL）是个体分泌最多的HMO，且易于商业化生产，在优化婴儿奶粉配方中最常使用。

        本文比较了2’-FL和从几位妇女的乳汁中提取汇总的HMO（pHMO）来调节断奶后发育中的肠道微生物群的能力。

HMOs被微生物群落迅速降解

图1. HMOs被微生物群落迅速降解

        如图1所示，在厌氧分批发酵条件下，实验结果表明，pHMOs混合物中91.0±5.4%的定量结构被降解。特别是，无论是作为pHMOs混合物的一部分给药还是单独给药，2’-FL都是最有效的代谢结构，大多数在3小时内降解。

pHMOs改变了微生物群落组成

图2. pHMOs改变了微生物群落组成

        文章采用16S rRNA基因测序分析微生物群落的分类组成。分析表明，在HMO处理之后，Bacteroides、Ruminococcus、 Escherichia-Shigella的绝对丰度增长最大，而包括Sutterella、Parasutterella和Sellimonas在内的几个分类群的丰度下降（图2）。与pHMOs的这些影响相比，2’-FL处理没有引起属水平的组成变化。

pHMOs影响微生物群落的代谢输出

图3. pHMOs影响微生物群落的代谢输出

        文章利用核磁共振波谱技术在培养上清液中测量微生物群落的代谢输出。PCA分析结果显示，与单独使用2’-FL或未处理对照相比，pHMOs处理的群落表达了独特的功能谱（图3A）。在47种被量化的代谢物中，18种被pHMOs上调，包括几种氨基酸和短链脂肪酸（SCFA）、醋酸酯（图3B）。此外，pHMOs处理抑制了对甲酚等代谢物的产生，只有Child_3菌群在2’-FL孵育后代谢输出有显著变化。

受pHMOs影响的多种物种的生长

图4. 受pHMOs影响的多种物种的生长

        接下来，文章检测了330株细菌分离物的生长特性。细菌分离物在补充pHMOs后表现出不同的生长情况，包括逻辑生长（图4A），双氧或振荡生长（图4B），长滞后期后的生长（图4C），与对照条件相比，生长达到较低的承载能力（图4D），以及生长后的死亡阶段（图4E）。在一些分离株中也观察到pHMOs对生长的完全抑制（图4F）。

HMO的结构特异性和多产降解

        为了评估细菌分离物的HMO结构偏好，在48 h收集的废培养基中对19种常见的HMO结构进行了分析。总体而言，唾液化结构的代谢程度大于岩藻糖基化结构。

HMO代谢的菌株依赖异质性

图5. HMO代谢的菌株依赖异质性

        由于本研究评估了几个物种的多个分离株，因此接下来分析了具有三个或更多分离株的物种之间利用HMOs能力的种内差异。根据生长曲线指标（图5A）或HMO结构降解谱（图5B），共对43个物种的181个分离株进行了聚类。一致聚集在一起的同一物种的分离物在利用HMOs的能力上被确定为同质的，而没有聚集在一起的同一物种的分离物则表明存在异质性。但生长响应的变化并不总是与不同的HMO降解谱相对应。

        总结：这项研究增强了对HMO有益于健康特性的理解，特别是在调节肠道微生物群方面，将个体结构纳入婴儿配方奶粉的功效研究具有必要性。而且要充分认识到，HMO补充不是一个一刀切的问题，也就是说单一或少数结构不能充分支持所有类型的肠道微生物群。

        原文链接：https://doi.org/10.1186/s40168-025-02034-9

作者：林念

审核：李全才、邵萌

编辑：郭青云

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