Akkermansiamuciniphila被发现可调节肠道胆固醇生物合成

杜克大学领导的一项研究调查了嗜粘蛋白阿克曼氏菌(Akkermansiamuciniphila)的运作机制，这是一种与较低的代谢紊乱发生率相关的肠道微生物。

在《自然微生物学》上发表的论文《Akkermansiamuciniphila的遗传系统揭示了粘蛋白觅食在肠道定植和宿主甾醇生物合成基因表达中的作用》中，研究人员开发并应用转座子诱变来识别肠道定植所必需的基因，并利用粘蛋白。

A.muciniphila占粪便中生物群的3%至5%。它存在于野生动物中，其在人类体内的丰富度似乎对健康的生理功能至关重要，因为异常水平与免疫紊乱、妊娠并发症、癌症、神经系统疾病和各种代谢疾病有关。

因此，它被认为是一种潜在的益生菌，但A.muciniphila的许多机制仍然是个谜。大约35%的基因组编码的蛋白质功能未知，甚至无法预测。

阿克曼氏菌蛋白与其他重要的肠道微生物几乎没有相似之处，限制了活性比较。研究人员建立了转座子诱变方法，这是一种改变少量遗传密码以选择性关闭活性的方法。通过观察发生的破坏，研究人员可以了解哪些基因编码哪些功能。

众所周知，A.muciniphila使用粘蛋白作为其首选营养源。粘蛋白是大的、高度糖基化的蛋白质，构成肠道粘液内壁的大部分。研究发现，尽管能够产生多种糖苷水解酶(估计约为60种)，但降解肠道粘蛋白只需要少数几种。这种冗余意味着即使其中一个或大部分基因发生突变，生物体仍然有生存的能力。

我们观察到粘蛋白降解产物在细菌内部区室中积累，这一过程需要基因编码菌毛和周质蛋白复合物，该团队将其称为粘蛋白利用位点(MUL)基因。

当植入没有复杂微生物组的小鼠体内时，A.muciniphila获得了胃肠道中的多种营养源，并且不以相同的方式使用其MUL系统。在这种无菌环境中，MUL基因抑制了结肠中胆固醇生物合成所必需的人类基因。

这表明使用粘蛋白作为首选营养来源是条件依赖性的，这是在竞争性微生物群环境中使用的策略，并且A.muciniphila可以有多种生存策略。

作者指出，除了A.muciniphila具有有益的免疫调节活性之外，“……阿克曼氏菌对粘蛋白的活跃分解代谢可能通过调节参与脂质生物合成的基因的表达来提供额外的健康益处。”