关键词：AKK菌、AKK菌格林汁

近年来，Akkermansia muciniphila（本文简称AKK菌）热度只增不减，2018年三篇同期发表于《Science》的重磅研究，指出了肠道微生物在 PD-1抗癌免疫疗效中发挥的关键作用。来自西班牙奥维耶多大学的 Carlos López-Otín 团队在《nature medicine》发表过AKK菌具有延缓衰老的作用。

近期，有研究团队表明，将AKK菌移植到短寿命小鼠品种肠道中可延长寿命，并增加全身抗炎因子（如α-生育酚和β-谷甾醇）的浓度。

Akk菌具有多效代谢作用，通过间接作用方式影响肠道微生物群，为产生“有益代谢物”和“有益细菌”创造条件，支持肠道稳态和机体健康。具有已知抗衰老和抗癌作用的多种代谢物同时升高似乎是Akk菌全身作用的原因。

该研究运用“质谱代谢组学”分析不同的细菌以及人类粪便单独或与活性Akk菌或巴氏杀菌的Akk （Akk-past）一起转移至小鼠体内，对小鼠回肠、结肠、肝脏和血浆代谢组的影响。

分为两组实验

实验一：含有氨苄青霉素（1 mg/mL）、链霉素（5 mg/mL）和粘菌素（1 mg/mL）的抗生素溶液（ATB）添加到小鼠的无菌饮用水中，对雌性C57BL/6小鼠（7周龄）进行肠道净化，持续3天。停止ATB给药后的第一个24小时，对每只小鼠进行五次灌胃，最后通过动力学方式（第3天、第7天、第14天）监测口服灌胃多种共生菌对局部（回肠、结肠）和远端（肝脏、血浆）各种代谢物浓度的影响，提取样品代谢物进行气相和液相色谱与质谱联用分析。

实验二：分为对照小鼠（PBS）、未接受任何细菌的ATB处理小鼠（ATB组）、ATB处理后单独接受FMT的小鼠（FMT组）或接受FMT后口服灌胃活的Akk（FMT+Akk组）或70°C巴氏杀菌30分钟灭活的Akk（FMT+Akk-past组）。处理第27天监测口服灌胃多种共生菌对局部（回肠、结肠）和远端（肝脏、血浆）各种代谢物浓度的影响，提取样品代谢物进行气相和液相色谱与质谱联用分析。

1. 肠道微生物重组的影响

第一次实验中，连续抗生素（ATB）治疗导致回肠代谢物的大量减少，这在ATB后第3、7和14天表现出来，表明回肠微生物群对营养物质分解成小分子的重要性。因此，在ATB处理后，小肠跟结肠中超过一半的代谢物的丰度显著降低，而包括几种单糖和氨基酸在内的其他代谢物的丰度增加。在ATB停药时，灌胃单个细菌（Brc、Bur、Frg、Hir、Mit）或 FMT单独或与Akk一起填喂，能够随时间逐渐修正ATB诱导的回肠代谢物消耗，以及结肠代谢，从而允许回肠和结肠代谢组恢复到类似于基础的状态（以PBS为对照）。在肝脏和血浆代谢组中观察到非常相似的趋势，但重要的区别是大多数代谢物的浓度接近不变，只有少数在ATB处理后降低（并且很少增加）。所以，ATB诱导的肝脏和血浆代谢组变化通过肠道微生物群的重组恢复到接近正常水平。与回肠和结肠代谢组相比，肝脏和血浆代谢组的组成受ATB介导的肠道灭菌的影响较小，证实内部环境能够免受外部干扰，单个细菌对这个系统的影响似乎是离散的。

图 第一次口服灌胃后第3、7和14天，接受口服灌胃与数种共生菌或PBS（对照）或连续ATB的小鼠回肠、结肠、肝脏和血浆样品提取物的靶向代谢组学分析

图 第一次口服灌胃后第3、7和14天，FMT或Akk治疗的小鼠回肠、结肠、肝脏和血浆靶向代谢物的相对丰度变化

2. AKK菌对代谢的特异性影响

接下来通过靶向代谢组学分析比较停止ATB处理后第3、7和14天Akk+FMT与FMT对回肠、结肠、肝脏和血浆代谢组的影响，结果观察到相当离散的效应。Akk菌诱导回肠和结肠N1,N12-二乙酰精胺以及结肠中短链脂肪酸的增加（第3天：丙酸盐；第7天：丁酸盐）。在第7天而非第14天观察到Akk菌诱导回肠和结肠中N1-乙酰亚精胺和 N1,N8-二乙酰亚精胺增加。支链氨基酸分解代谢过程中产生的代谢物在回肠（第3天：酮异戊酸、酮异己酸）和结肠（第7天：酮异己酸）也发现过多。

有趣的是，Akk菌导致肝脏中N1,N12-双乙酰精胺的水平在较晚的时间点（第14天）增加，第3天和第14天Akk处理的小鼠肝脏中阿魏酸也增加。相比之下，Akk菌处理后的血浆中没有观察到一致的变化，除了2-羟基-3-甲基丁酸显著但短暂（第3天）的增加。总之，Akk菌似乎可以增加肠道和肝脏中N1,N12-二乙酰精胺的浓度。

图 第一次口服灌胃后第3天接受FMT或Akk的小鼠回肠（A）或结肠（B）样品中的差异代谢物鉴定

图 FMT、Akk或Akk-past（相对于PBS或连续ATB）治疗的小鼠回肠、结肠、肝脏和血浆中提取的代谢物的相对丰度变化

3. 活性AKK菌&巴氏杀菌的Akk-past的代谢作用

第二次实验中比较PBS、ATB、 FMT、FMT+Akk、FMT+Akk-past组的小鼠代谢组证实第一次实验中的观察结果，回肠和结肠代谢组发生重大变化，肝脏和血浆中的变化相对较小。这些变化清楚表明，与Akk-past相比，活的Akk菌具有更强的调节作用（仅与FMT相比）。

然而与活的Akk菌相比，Akk-past诱导回肠中的几种多胺（N1-乙酰精胺、N1,N12-二乙酰精胺、N1,N8-二乙酰精胺、亚精胺）及其前体鸟氨酸，以及鸟氨酸/精氨酸比率（没有对精氨酸水平的效果），短链脂肪酸（乙酸，丙酸），以及酮体2-羟基丁酸盐（和其可能的衍生物2-羟基-3-甲基丁酸）达到更高水平。

结肠中这些代谢物中的许多种也因Akk-past治疗而增加，但活的Akk菌治疗没有增加，几种多胺（N1,N12-二乙酰精胺、N1,N8-二乙酰精胺、亚精胺、腐胺）的鸟氨酸增加，其前体精氨酸相对耗尽，导致鸟氨酸/精氨酸比率以及2-羟基丁酸和2-羟基-3-甲基丁酸甲酯增加。还发现Akk-past诱导胆汁酸在回肠（脱氧胆酸、猪脱氧胆酸、鼠脱氧胆酸）和结肠（脱氧胆酸、猪胆酸、石胆酸、ω-鼠胆酸、鼠脱氧胆酸、牛磺脱氧胆酸、牛磺-鼠胆酸、牛磺猪脱氧胆酸、牛磺熊脱氧胆酸）中增加。在肠道之外，与活的Akk菌相比，Akk-past只诱导胆汁酸（例如鹅脱氧胆酸、脱氧胆酸、猪脱氧胆酸、β-鼠胆酸、ω-鼠胆酸、牛磺脱氧胆酸、熊脱氧胆酸）持续增加，但胆汁酸的这种增加只在血浆中发现，肝脏中未发现。

图 非靶向代谢组学分析显示与 FMT、PBS或连续ATB相比，选定特征物在不同提取器官中通过Akk 或Akk-past口服灌胃后显著增加

针对性分析表明，活的Akk菌或Akk-past诱导治疗小鼠的代谢组发生显著变化，在肠道中更显著。血浆的非靶向分析显示FMT+Akk与FMT+Akk-past组的小鼠代谢组存在许多显著差异。该研究发现一种在回肠、结肠、肝脏和血浆中由活的Akk菌选择性诱导的代谢物，而不是通过Akk-past或任何其他条件，注释其分子量为115.0632。

图 Akk或Akk-past治疗的小鼠间的差异血浆代谢物鉴定 ( A )；一种代谢物不同组与器官间的差异（B）

总之，活的Akk菌与Akk-past的代谢作用存在重要差异，这可能具有生物学相关性，因为它们影响多种胆汁酸、酮体、多种多胺以及短链脂肪酸。

结论：

Akk菌对新陈代谢有重大影响，能导致肠道和肝脏中亚精胺和其他多胺的增加。Akk-past在提高肠道的多胺、短链脂肪酸、2-羟基丁酸以及多种胆汁酸的浓度方面比活Akk菌更有效，这些代谢物也在血浆中增加。所有这些代谢物都报道与人类健康有关，为Akk菌的有益作用提供生化基础。

尽管目前研究发现Akk 菌具有多种作用，但在整个生态系统中与其他物种的协同和互作，还没有形成一个完整的拼图。也许一个菌株的益生菌不是答案，而是一个联盟、一种小型的环境，可能会有不同的效果。

研究报告原文详见：

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