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盡管我們在現代社會似乎更常擔心營養和能量攝入過多而造成肥胖，但全世界范圍內，仍有2億兒童面臨營養不良的問題。

美國圣路易斯華盛頓大學（Washington University School of Medicine in St. Louis）的Jeffrey I. Gordon教授是研究腸道微生物群的先驅，揭示了腸道微生物通過其獨特的代謝能力對人體施加作用，例如影響宿主細胞的脂肪儲存和肥胖癥的消長。

多年來，Gordon教授的研究團隊也在深切關注兒童營養不良問題，發現營養不良與腸道菌群發育紊亂有關。

圖片來源：123RF

2019年，Gordon教授和孟加拉國國際腹瀉病研究中心的同事在，展示了他們為營養不良兒童設計的治療性食物方案，包含鷹嘴豆、大豆、香蕉和花生粉等，可以定向促進腸道菌群健康生長，從而增強幼兒的肌肉骨骼生長、大腦神經發育和免疫功能。

在最新的一期《科學》上，Gordon教授領導的研究小組帶來了最新進展。經過長期的臨床試驗，他們發現，先前設計的這套治療性食物之所以能起到改善兒童生長發育的作用，與一種腸道有益細菌——普氏糞便桿菌（Faecalibacterium prausnitzii）及其產生的酶有特別密切的關系。

研究人員從臨床試驗參與者的腸道微生物中培養出特定的十幾種細菌菌株，將其定植到無菌條件下出生的小鼠體內。對比定植了不同菌株的小鼠后發現，含有普氏糞便桿菌的菌群的小鼠腸道內，有一類被稱為N-酰基乙醇胺（NAE）的脂質分子遠遠含于缺少該菌株的小鼠。而這類脂質分子中的代表——油酰乙醇胺（OEA），是一種已知的食欲抑制分子。

隨后，利用生物信息學和生物化學工具分析，研究團隊找到了普氏糞便桿菌用來降解OEA等NAE分子的酶：脂肪酸酰胺水解酶（FAAH）。對于營養不良的兒童來說，治療性食品增加了普氏糞便桿菌的量及其FAAH的表達，從而減少食欲抑制分子的水平，還可以影響腸道免疫功能通路的表達。

▲在普氏糞便桿菌中鑒定出具有廣泛水解和合成活性的FAAH酶（圖片來源：參考資料[1]）

有趣的是，人體內也有FAAH酶。更確切的說，過去研究者只知道FAAH的人類版本，現在第一次發現了FAAH的微生物版本。人類FAAH的作用是分解內源性大麻素，因此先前曾有研究把FAAH看作開發藥物的靶點，用于緩解慢性疼痛、炎癥和焦慮等情緒障礙。

這項新研究進一步將腸道細菌的FAAH與人類的FAAH做了比較，他們發現兩者的結構有很大差異，細菌的FAAH似乎有更廣泛的能力，除了水解多種底物外，還能合成一系列帶有脂質修飾的氨基酸，這些分子進而激活人類細胞上的受體，影響腸道免疫反應。此外，細菌的FAAH酶還能控制其他一些脂質信號分子，包括神經細胞之間用來傳遞信號的神經遞質分子。

▲FAAH的細菌版本（左）和人類版本（右）有不同的結構（圖片來源：參考資料[2]；Credit：Jiye Cheng）

研究作者指出，鑒定出腸道細菌的FAAH酶不僅有助于理解有益的食療方案為何起效，還可以解釋為什么不同個體對某些口服藥物有不一樣的反應。此外，由于人類和細菌的FAAH酶在結構上非常不同，因此抑制人類FAAH的藥物不會影響細菌的酶，還可以開發選擇性操縱細菌FAAH酶活性和合成產物的新療法，對胃腸道相關的各種疾病具有治療意義。

參考資料：

[1] Jiye Cheng et al., (2024) A human gut Faecalibacterium prausnitzii fatty acid amide hydrolase. Science Doi: https://doi.org/10.1126/science.ado6828

[2] Beneficial gut microbe has surprising metabolic capabilities. Retrieved Oct. 25, 2024 from https://www.eurekalert.org/news-releases/1061802

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