长城意象登上Cell子刊封面|多糖|微生物|杆菌|泛酸|肠道菌群|辅酶|长城

撰文丨王聪

编辑丨王多鱼

排版丨水成文

泛酸（Pantothenic Acid，PA），即维生素 B5，可由肠道共生菌合成，但微生物来源的泛酸对人体代谢健康的贡献，目前仍不清楚。

近日，南京中医药大学单进军、程海波、上海交通大学徐斌及上海中医药大学李后开作为共同通讯作者，在 Cell 子刊Cell Host & Microbe上发表了题为：Gut commensal Bacteroides-derived pantothenic acid alleviates metabolic syndrome 的研究论文，该论文还被选为最新一期的封面论文。

该研究发现，肠道共生菌脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）通过泛酸（维生素B5）生物合成通路维持肠道屏障功能，从而缓解代谢综合征。

在这项研究中，研究团队揭示了肠道共生菌脆弱拟杆菌产生的泛酸如何支持肠屏障完整性和宿主代谢健康。封面设计灵感源自中国传统山水画，将肠道描绘为一幅生机盎然的自然景观，山峦、植被与云雾象征着微生物多样性与生态平衡。蜿蜒的长城代表保护性的肠屏障，紫色的桔梗花则象征促进产泛酸拟杆菌生长的桔梗多糖。繁荣的景观与坚固的长城共同展现了天然产物、肠道菌群、肠屏障稳态与宿主健康之间的紧密互动。

代谢综合征（MetS）是一组以胰岛素抵抗为核心，伴有腹部肥胖、血脂异常等特征的疾病群，可进展为2 型糖尿病和心血管疾病等更严重的病症，已成为全球性的公共卫生挑战。越来越多的证据表明，MetS 与宿主-微生物群之间的相互作用密切相关。肠道屏障不仅作为物理界面将宿主与微生物群分隔开来，同时也是信号交流的重要枢纽。菌群失调会破坏屏障完整性，使脂多糖（LPS）等病原体相关分子模式（PAMP）进入血液循环，引发炎症反应，并激活肝脏等代谢器官中的 JNK 等激酶，从而损害胰岛素信号通路。一些微生物代谢产物，例如短链脂肪酸（SCFA）和色氨酸衍生物，已被证实可通过调控黏膜生理功能和先天免疫来维持屏障功能。然而，许多其他微生物群来源的代谢物在此过程中的作用仍不明确。

B 族维生素是参与多种细胞过程的必需辅因子，对人类健康至关重要。然而，高等动物大多已丧失从头合成 B 族维生素的能力，必须依赖外源性来源，而肠道共生菌群则构成了重要的储存库。泛酸（PA），又称为维生素 B5，是辅酶 A（CoA）合成的关键前体，因而参与多种代谢途径。已有研究表明，肠道共生菌可产生泛酸，且在富含拟杆菌属的肠道菌群类型个体中，泛酸的生物合成尤为丰富。但由于宿主体内系统性泛酸缺乏的情况极为罕见，因此微生物群来源的泛酸在生理上的意义一直未受到足够关注。

在这项新研究中，研究团队对人类代谢综合征（MetS）队列进行了研究，发现这些患者的肠道微生物来源的泛酸（PA）局部减少供应减少，并与肠道屏障功能受损及疾病严重程度相关。

通过追踪微生物泛酸的来源，研究团队鉴定出脆弱拟杆菌（Bacteroides fragilis）是关键贡献者，其泛酸生物合成依赖于panC基因，该发现通过同位素示踪、细菌培养及无菌定植实验证实。在代谢综合征（MetS）模型中，定植野生型脆弱拟杆菌（而非缺失 panC 基因的突变株），可恢复泛酸水平、维持肠道屏障完整性、减少内毒素血症并改善代谢功能障碍。

从机制上来说，微生物泛酸需依赖宿主泛酸激酶活性：在结肠类器官及体内沉默泛酸激酶 2/3（PANK2/3）会降低辅酶 A（CoA）/乙酰辅酶 A 代谢，抑制 KLF4 相关分化程序，并削弱微生物泛酸的保护效应。最后，研究团队发现，一种植物来源的多糖——桔梗多糖（Platycodon Polysaccharide）可富集产泛酸的拟杆菌并恢复结肠泛酸水平，为结肠稳态和代谢健康提供了一种潜在策略。