肠道菌群研究通常关注“有哪些微生物”以及它们产生了哪些小分子代谢物,但肠道细菌还能够产生酶并直接作用于宿主分子。北京大学及合作单位的研究人员最新发现,一种来源于肠道细菌的酶能够削弱肠道的保护性信号,并在临床前模型中加重结肠炎。
这项发表于《Science China Life Sciences》的研究聚焦于二肽基肽酶4(DPP4)。DPP4可由宿主产生,一些肠道微生物也能产生具有类似功能的DPP4。研究人员将这类能够执行类似宿主酶功能的菌源酶称为“菌源-宿主同工酶(microbial-host-isozyme)”。此前尚不清楚,不同菌源DPP4是否作用于相同底物,以及它们不同的底物偏好是否会带来不同的生物学效应。
为回答这一问题,研究团队对来自不同肠道微生物的DPP4进行了酶活性和底物适应性筛选。结果显示,普通拟杆菌(Bacteroides vulgatus)来源的DPP4,即BvDPP4,对胰高血糖素样肽-2(GLP-2)具有特异性调控作用。研究人员发现,BvDPP4能够失活GLP-2,并由此破坏肠屏障、加重结肠炎。这些结果将一个具体的菌源酶与明确的宿主底物及疾病相关表型联系起来,并提示在研究菌群-宿主互作时,酶活性和底物偏好也是值得考虑的因素。
研究团队进一步探索能否直接抑制BvDPP4。通过天然产物筛选,他们鉴定出茶黄素可抑制BvDPP4,并调节GLP-2水平。在临床前模型中,茶黄素干预缓解了由BvDPP4引起的结肠炎加重。目前的结果并不能证明茶黄素已经可以用于治疗人类炎症性肠病,其临床疗效和安全性仍需进一步研究。同时,还需要更多研究评估BvDPP4及相关菌源酶在人类疾病中的作用及其潜在干预价值。
总体而言,该研究刻画了BvDPP4与GLP-2之间的作用关系,并在该临床前模型中提供了菌源酶活性影响肠道炎症的证据。
原文:
Evaluation of the substrate profile of microbial-host-isozyme reveals the role of BvDPP4 in inflammatory bowel disease
http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-025-3377-9
Journal
Science China Life Sciences