最新Nature颠覆了100年来的观点：一种古老的酶在肠道微生物代谢中的新作用！

人们很早就知道胆汁酸在人体代谢中起着重要作用。胆汁酸由肝脏中的胆固醇合成，参与消化过程，特别是吸收脂肪过程。它们也被细菌广泛修饰，这极大地扩展了宿主体内胆汁酸的种类。宾夕法尼亚州立大学的研究人员领导的一个研究小组利用其中的一些技术，揭示了细菌产生各种新胆汁酸的机制，这些新胆汁酸的功能尚不清楚。

　　

人们很早就知道胆汁酸在人体代谢中起着重要作用。胆汁酸由肝脏中的胆固醇合成，参与消化过程，特别是吸收脂肪过程。它们也被细菌广泛修饰，这极大地扩展了宿主体内胆汁酸的种类。

一个世纪以来，科学家们一直认为胆汁酸的故事就此结束。然而，最近的技术进步使人们对胆汁酸的起源以及它们与肠道微生物群及其宿主的化学关系有了更深入的了解。宾夕法尼亚州立大学的研究人员领导的一个研究小组利用一些新技术，揭示了细菌产生各种新胆汁酸的机制，这些新胆汁酸的功能尚不清楚。

这一研究成果刚公布在《自然》杂志上，研究人员发现了一种古老的细菌酶的新作用，这种酶被称为胆盐水解酶(bile salt hydrolase, BSH)。这种酶可以改变人类和小鼠产生的胆汁酸，并通过添加氨基酸来改变它们的结构，从而产生被称为细菌胆汁酸酰胺(BBAAs)的新分子。

该团队还首次表明，这些BBAAs是在人类出生时产生的，与新生儿肠道微生物群的建立相吻合。

“胆汁酸对健康和疾病的影响是公认的，但现在我们发现它们可以作为我们和微生物之间的信号分子。这就像我们和微生物之间的通信网络，胆汁酸是信使。”通讯作者Andrew Patterson说。

Patterson解释说，产生BSH的细菌产生的数百种甚至数千种新的胆汁酸可能具有深远的信号特性。

他说:“研究人员报告说，在大脑、皮肤和其他组织中发现了胆汁酸。这表明它们可能有更广泛的作用，而不仅仅是帮助我们消耗脂肪。发现这种作用可能是一个我们仍在试图回答的问题，这就是这项研究真正令人兴奋的地方。”

尽管研究人员不确定他们研究是否会产生长期影响，但他们指出，BSH和胆汁酸与许多健康状况有关，如炎症性肠病、某些癌症和肥胖。他们说，了解它们的作用最终可能会带来治疗方法。

“许多疾病都与脂质或胆汁酸代谢异常有关——如果你不能正确吸收脂肪，你就会有问题。梳理出这些新胆汁酸物种的功能，为探索打开了许多新的大门。”

为了验证他们的假设，即胆盐水解酶参与胆汁酸的产生，研究人员采取了多管齐下的方法。在一些实验中，他们使用一种抑制剂来阻断BSH的细菌活性，在另一些实验中，他们修改细菌以去除编码BSH的基因。研究小组发现，在缺乏BSH的情况下，没有BBAAs的产生。

通过与费城儿童医院和宾夕法尼亚大学合作，研究人员还测试了从出生到12个月大的婴儿的粪便样本。他们发现，胆汁酸(包括BBAAs)的增加与产生BSH的细菌在婴儿肠道中的定植一致。据研究人员称，这是科学家首次将人类婴儿发育过程中BBAA的产生与表达bsh的细菌联系起来。

同期《自然》杂志上也发布了密歇根州立大学进行的一项平行研究，Patterson解释说，尽管研究小组没有直接合作，而且从不同的角度研究这个主题，但他们分享了信息，并同时合作发表了他们的研究成果。

“同时发表这些论文是合作的一个很好的例子，两个独立的实验室得出了相同的答案，这确实增强了这些发现的重要性，在某种程度上颠覆了该领域100年来的思维。”

Robert Quinn实验室发表了密歇根州立大学的这项研究，他指出，他的团队证明了BSH酶产生胆汁酸，而Patterson实验室则相反，识别出这种酶并抑制它，结果显示这些分子消失了。

“这是完美的互补，”Quinn说。

宾夕法尼亚州立大学论文的共同第一作者Bipin Rimal也赞同这一观点。

“宾夕法尼亚州立大学、密歇根州立大学和全国各地的这些高度跨学科的合作，帮助将一个简单的想法转变为重塑我们对BSH作用的理解。”Rimal说。

Patterson认为，才华横溢的研究生、跨校园和跨海岸合作的多元化跨学科团队，以及质谱和核磁共振平台等技术的可用性，使他的实验室的发现成为可能。

“如果没有技术能力，没有在正确的时间拥有正确的人员组合，我们不可能完成我们所做的事情，”宾夕法尼亚州立大学这项研究的一作Stephanie Collins说。