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我国学者在《自然》杂志发文揭示肠道菌群来源奇数链脂肪酸调控胆固醇代谢新机制
2026-10-12 68

在深圳市医学研究专项资金(B2502007)等资助下,中山大学·深圳赵文婧、牟相宇团队与深圳湾实验室唐啸宇团队合作,在肠道菌群调控胆固醇代谢与动脉粥样硬化分子机理方面取得重要研究进展。相关研究成果以“A gut microbial odd-chain fatty acid alleviates atherosclerosis in mice”为题,于2026年10月7日在线发表于《自然》杂志。

心血管疾病因其发病率高、致死致残风险大,严重威胁人类健康。动脉粥样硬化是心血管疾病的重要病理基础,血脂异常尤其是低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高,是其发生发展的核心危险因素之一。近年研究发现,肠道菌群可通过产生多种活性代谢物影响宿主脂质代谢和心血管稳态调控,但哪些共生菌及其代谢物能够直接调控胆固醇代谢,仍缺乏清晰的机制证据。

研究团队从人群肠道宏基因组数据出发,发现拟杆菌属(Bacteroides)在健康人群中相对富集,其中单形拟杆菌(B. uniformis)是与心血管健康密切相关的代表性菌种之一。

在动脉粥样硬化小鼠模型中,补充B. uniformis可降低血浆总胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)水平,并减少动脉粥样硬化斑块。通过生物活性导向分离,研究团队从B. uniformis培养物中鉴定出十五烷酸(pentadecanoic acid,PA,C15:0)这一关键活性代谢物。PA补充可使小鼠动脉粥样硬化斑块负荷降低约50%,并显著改善血脂水平。

机制研究显示,PA可直接结合并抑制胆固醇生物合成限速酶HMG-CoA还原酶(HMGCR),降低肝脏胆固醇合成,继而激活SREBP2-LDLR反馈通路,促进循环LDL-C清除。在肝脏LDLR缺失的小鼠中,PA的降脂和抗动脉粥样硬化作用基本消失,表明LDLR介导的胆固醇清除是其发挥保护作用的重要环节。


图1. 拟杆菌门来源PA调控肝脏胆固醇代谢并减轻动脉粥样硬化的机制示意图


研究团队进一步解析了B. uniformis中PA的生物合成途径。降低细菌PA产生能力后,其抗动脉粥样硬化作用也明显减弱。对100株代表性肠道细菌的分析显示,PA产生能力并非B. uniformis所特有,而主要分布于拟杆菌门(Bacteroidota)的多个菌属。与此同时,血脂异常人群粪便和血清中的PA水平均显著低于健康对照,提示肠道菌群来源PA与宿主胆固醇代谢及心血管健康之间存在密切联系。

该研究建立了“肠道共生菌-微生物来源活性物质-胆固醇代谢-动脉粥样硬化”的作用链条,揭示了肠道共生菌可通过产生直接作用于宿主关键代谢酶的活性小分子调控胆固醇稳态的新机制,进一步表明肠道共生菌能够通过自身代谢产生作用于宿主经典药理靶点的活性分子,为理解肠道菌群—代谢物—宿主互作机制及探索心血管代谢疾病新的干预策略提供了重要研究基础。