正确的肠道酶鸡尾酒可以阻止C. diff的发展
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并不是所有的益生菌都是一样的。在一项新的研究中，研究人员发现胆盐水解酶(BSHs)一类中的某些酶可以限制Clostridioides固执的（c . diff。通过改变现有的胆汁酸和在肠道微生物环境中创造一种新的胆汁酸来定植。这项工作可能会导致“设计”益生菌，通过在抗生素治疗后将特定的bsh引入肠道来预防疾病。
选择正确的产生bsh的细菌是至关重要的，因为研究发现bsh和胆汁酸之间的相互作用取决于bsh来自的细菌类型。
肠道菌群中的某些细菌含有BSH酶，它可以化学修饰胆汁酸。胆汁酸由肝脏产生，在调节胆固醇水平、调节脂肪吸收、塑造免疫系统以及影响哪些细菌可以在肠道中定植等方面发挥着重要作用。
尽管研究人员长期以来一直怀疑有益细菌、胆汁酸库、肠道微生物组成和宿主健康之间存在联系，但到目前为止，人们对bsh的功能及其对宿主健康的潜在影响知之甚少。
“旧的教条——bsh是肠道定植所需要的，因为它们使有毒的胆汁酸无毒——过度简化了实际发生的事情，”北卡罗来纳州立大学传染病副教授、该研究的共同通讯作者Casey Theriot说。
“现实是bsh的相互作用依赖于环境，这意味着它们受到它们来自的细菌类型的影响，”Theriot说。“它们不仅与宿主产生的胆汁酸相互作用。微生物群中的bsh可以产生一种新的胆汁酸，称为微生物结合胆汁酸(MCBAs)，并与之相互作用，这种胆汁酸直到最近我们才知道存在。”
在这项新研究中，Theriot领导了一个合作研究团队，其中包括来自北卡罗来纳州立大学、北卡罗来纳大学教堂山分校和加州大学圣地亚哥分校的微生物学家、化学家、生物化学家和临床医生，对bsh进行了深入研究。
具体来说，他们研究了来自不同乳酸菌科细菌(含有大多数益生菌菌株)的数百种bsh，然后包括来自肠道菌群的bsh(总共近1000种独特的bsh)。
Matthew Redinbo，北卡罗来纳大学教堂山艺术与科学学院的Kenan杰出化学教授，和他的部门同事(由当时的研究生Morgan Walker领导)在确定bsh的结构以及它们如何“选择”与胆汁酸相互作用方面发挥了重要作用，通过添加或去除某些氨基酸。
Redinbo说:“我们发现了微小的分子指纹，它决定了BSH在处理过程中是‘左转’还是‘右转’。”“知道这一点，凯西的团队就可以把胆汁酸池控制在他们想要的方向上。”
研究人员使用了一种bsh乳杆菌的鸡尾酒，以确定它们是否能够改变胆汁酸池，从而改变c . diff两种人类粪便样本的定植均来自易感染c . diff感染(CDI)和CDI小鼠模型。在人类粪便样本和小鼠中，研究人员发现BSH鸡尾酒预处理会产生影响c . diff殖民。有趣的是，研究人员注意到服用bsh的小鼠肠道菌群中MCBAs的水平升高。
以确定MCBAs是否也参与抑制c . diff他们对MCBAs进行了测试c . diff体外。在大多数情况下，MCBAs的存在抑制了酶解的多个步骤c . diff生命周期。
“这更多的证据表明bsh正在推动胆汁酸池的变化——包括产生MCBAs——这可能起到抑制作用c . diff,Theriot说。“我们发现了BSH酶的新功能。”
“这项工作强调了bsh作为关键肠道酶和有前途的新疗法的重要性，”北卡罗来纳州立大学的研究学者、该研究的共同第一作者马特·福利说。“将bsh与其他策略结合使用可能会提供一种新的治疗方法c . diff。”
研究人员将这项工作视为潜在益生菌的第一步，可以定制益生菌来预防各种细菌感染和肠道疾病。但首先，必须做更多的工作来确定bsh如何以及为什么决定生产哪些mcba和/或目标。
“这是一个重要的例子，说明了如何破译益生菌功能的生化和遗传基础，既能更好地理解我们如何以新的方式对抗肠道疾病，也能实际设计和制定下一代商业益生菌，”Rodolphe Barrangou说，他是北卡罗来纳州的托德R.克拉恩哈默益生菌研究杰出教授，也是该研究的共同通讯作者。
这项研究发表在微生物学性质并得到了美国国立卫生研究院、国家科学基金会、IFF公司和美国环境保护署的支持。MCBA探测工作是由艾琳·贝克完成的，她曾就职于北卡罗来纳州立大学，目前就职于北卡罗来纳大学教堂山分校，埃里森·斯图尔特来自北卡罗来纳州立大学，艾米丽·金特里和来自加州大学圣地亚哥分校的彼得·多雷斯坦。
皮克-
编辑须知:摘要如下。
胆盐水解酶塑造胆汁酸景观并限制艰难梭菌在小鼠肠道中的生长
DOI：10.1038 / s41564 - 023 - 01337 - 7
作者: Matthew H. Foley, Allison K. Stewart, Sarah O 'Flaherty, Garrison Allen, Meichen Pan, Caroline Perkins, Molly E. Vanhoy, Erin S. Baker, Rodolphe Barrangou, Casey M. Theriot，北卡罗来纳州立大学;摩根·e·沃克，夏克什·帕特尔，维奥莱特·v·比蒂，约书亚·b·辛普森，迈克尔·k·多尔蒂，莎拉·k·麦吉尔，阿贾伊·s·古拉蒂，马修·r·雷丁博，北卡罗来纳大学教堂山分校;Emily C. Gentry, Pieter C. Dorrestein，加州大学圣地亚哥分校
发表: 2023年3月13日微生物学性质
文摘:胆汁酸(BAs)介导人类和微生物细胞之间的对话，并影响包括艰难梭菌感染(CDI)在内的疾病。虽然胆盐水解酶(BSHs)通过解聚共轭BA来形成BA池，但其底物选择性和对艰难梭菌的影响的基础仍然是难以捉摸的。在这里，我们调查了肠道共生菌乳酸菌科(通常用作益生菌)和人类肠道微生物组的其他成员中bsh的多样性。我们在结构上精确定位了一个循环，预测BSH对甘氨酸或牛磺酸底物的偏好。不同特异性的BSHs被证明可以限制艰难梭菌孢子的萌发和生长，并在CDI临床前体内模型中定植。此外，bsh重塑了小鼠肠道中的微生物结合胆汁酸(MCBAs)池，这些MCBAs可以进一步限制艰难梭菌体外毒性。bsh对共轭BA的识别定义了生成的BA池，包括膨胀的mcba。这项工作为BSH机制的结构基础提供了深刻的见解，这些机制塑造了BA景观并促进了对艰难梭菌的定殖抵抗。
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