宿主源性miR-21通过调控肠道共生菌Bacteroides thetaiotaomicron的色氨酸合成通路影响肠道功能

这篇研究揭示了宿主源性microRNA-21（miR-21）通过调控肠道共生菌Bacteroides thetaiotaomicron的色氨酸（L-tryptophan）和吲哚（indole）合成通路，影响肠道炎症和运动功能的分子机制。研究发现miR-21在肠易激综合征（IBS）患者粪便中水平降低，并通过荧光标记和转录组分析证实其与多种肠道菌群（如Bacteroides、Ruminococcus）的非序列依赖性结合，同时特异性上调B. thetaiotaomicron的trpAFCDGEB操纵子表达。该研究为miRNA-微生物互作（miRNA–gut microbiome axis）在肠道疾病（如IBS和炎症性肠病IBD）中的治疗潜力提供了新见解。

　　

miR-21在IBS患者粪便中水平降低并与肠道菌群动态互作
研究发现，肠易激综合征混合型（IBS-M）患者粪便中miR-21水平显著低于健康对照，而内参miR-26b未显示差异。通过体外实验模拟肠道环境，发现miR-21及其乱序对照（miR-21^scr）可在2小时内被活体微生物群落快速摄取或降解，且该过程依赖微生物活性。死菌对照组中miRNA残留量显著更高，表明肠道菌群主动参与miR-21清除。荧光标记实验进一步显示，miR-21与微生物细胞的结合具有广泛性，但不同供体样本的结合效率存在差异。

多种肠道菌属优先结合miR-21
通过荧光激活细胞分选（FACS）和16S rRNA测序，研究发现Bacteroides、Limosilactobacillus、Ruminococcus和Coprococcus等菌属显著富集于miR-21结合群体（ATTO488⁺）。值得注意的是，miR-21与miR-21^scr的结合菌群高度重叠，仅少数类群（如Dialister和Bacteroides uniformis）显示序列偏好性。α多样性分析揭示，结合miRNA的菌群亚群多样性更高，暗示miRNA互作可能是肠道微生物的普遍特性。

miR-21特异性调控B. thetaiotaomicron的色氨酸合成通路
转录组分析显示，miR-21（而非小RNA对照）可显著改变B. thetaiotaomicron中185个基因的表达，其中色氨酸合成操纵子trpAFCDGEB的转录水平特异性上调。RT-qPCR验证了该操纵子7个基因（trpA-F）的表达增加，其编码的酶催化色氨酸和吲哚的合成。这些代谢产物已知通过调节血清素（serotonin）分泌和芳香烃受体（AhR）通路影响肠道运动与屏障功能。此外，miR-21还下调了核糖体蛋白和DNA结合蛋白等基因，提示其可能通过多靶点调控细菌生理状态。

miR-21-微生物轴与肠道疾病的潜在关联
在炎症性肠病（IBD）中，粪便miR-21水平升高可能通过促进微生物色氨酸合成以缓解炎症；而IBS患者miR-21的降低可能加剧色氨酸代谢紊乱，导致腹泻症状。该研究首次揭示了miR-21通过调控共生菌代谢通路间接影响宿主肠道功能的机制，为开发靶向miRNA-微生物互作的疗法（如菌群移植或miRNA抑制剂）提供了理论依据。未来需在更大临床队列中验证miR-21与菌群互作对疾病分型的特异性。