近日，中国农业大学动物科学技术学院胡永飞教授课题组在期刊《npj生物膜与微生物组》（npj Biofilms and Microbiomes）上在线发表了题为《菊粉富集单形巨单胞菌产生丙酸缓解代谢相关性脂肪肝病》（Inulin-enriched Megamonas funiformis ameliorates metabolic dysfunction-associated fatty liver disease by producing propionic acid）的研究性论文，该研究证明了菊粉可通过调节肠道微生物缓解蛋鸡脂肪肝，确立了菊粉、M. funiformis CML154和脂肪肝之间的因果关系，表明M. funiformis CML154是预防或治疗脂肪肝的潜在益生菌。

蛋鸡脂肪肝综合征是产蛋鸡常见的一种营养代谢性疾病，主要发生于笼养蛋鸡的产蛋高峰期和产蛋后期，个别鸡群发病率达到30%以上，给蛋鸡产业带来严重的经济损失。预防和控制蛋鸡脂肪肝综合征的发生、发展是保障蛋鸡产业健康发展的关键问题之一。脂肪肝在人类医学中也被称为代谢相关性脂肪肝病（MAFLD），其发病率日益增加，成为影响人类健康的重要代谢性疾病之一。

研究表明，肠道菌群在调控宿主肝脏脂质代谢过程中发挥了重要作用。通过低聚糖等益生元调节肠道菌群，可有效缓解脂肪肝的发生发展。菊粉作为一种重要的益生元，具有调节宿主脂代谢、降低血糖、减肥等多种有益功能。菊粉改善糖脂代谢的作用主要归因于其对肠道菌群的调节，尤其是促进一些传统益生菌（如乳酸菌和双歧杆菌）的生长。然而，菊粉是否以及如何与其他肠道共生微生物互作，从而调节宿主肝脏脂质代谢仍有待阐明。

本研究首先采用高脂饮食诱导脂肪肝蛋鸡模型，证明了菊粉具有缓解蛋鸡脂肪肝的作用，并发现菊粉显著增加了肠道巨单胞菌属（Megamonas）的丰度。随后通过老龄蛋鸡群体肠道菌群分析和粪菌移植实验，证实了Megamonas属与肝脏脂肪变性、脂质合成相关基因表达等指标呈显著负相关。进一步通过宏基因组测序锁定了菊粉干预后富集的Megamonas属内物种，并通过培养组学方法分离获得M. funiformis CML154。体外实验证明菊粉可以显著促进M. funiformis CML154的生长。将M. funiformis CML154灌胃到脂肪肝蛋鸡模型中，发现该菌的确发挥了缓解蛋鸡脂肪肝的作用。研究进一步将M. funiformis CML154灌胃到脂肪肝小鼠模型中，同样证实了其对小鼠脂肪肝的缓解作用。对M. funiformis CML154进行全基因组测序分析并结合体外实验，证明该菌是一种短链脂肪酸（SCFAs）产生菌，且主要代谢产物是丙酸。对所有体内实验宿主肠道中短链脂肪酸进行检测，结果表明菊粉和M. funiformis CML154干预都增加了肠道中丙酸的浓度。进一步，结合肝脏转录组学分析，并通过Transwell共培养体系和肝细胞脂肪变性模型证明M. funiformis CML154产生丙酸激活了APN-AMPK-PPARα信号通路（图 1），抑制了脂质合成，促进了脂质分解，从而发挥了缓解脂肪肝的作用。

图1 菊粉富集单形巨单胞菌产生丙酸激活APN-AMPK-PPARα信号通路缓解脂肪肝

我校动物科技学院胡永飞教授为论文通讯作者，动物科技学院博士后杨新月为论文第一作者。该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、北京市自然科学基金、中国农业大学杰出人才启动经费、中国农业大学2115人才发展计划以及中国高校科学基金的资助。论文发表同日，课题组应邀在Nature Portfolio Microbiology Community的“Behind the paper”栏目撰写“研究背后的故事”。

原文链接：https://www.nature.com/articles/s41522-023-00451-y

Behind the paper链接：https://microbiologycommunity.nature.com/posts/the-mystery-of-inulin-in-alleviating-fatty-liver-disease