特别综述-肠道菌群代谢物话题
本文是中国药科大学HaipingHao教授发表在TrendsinEndocrinologyMetabolism标题为“GutMicrobialMetabolitesofAromaticAminoAcidsasSignalsinHost–MicrobeInterplay”肠道微生物代谢与宿主健康和疾病密切相关。肠道微生物群的芳香族氨基酸(AAA)分解代谢产生大量代谢物，可以调节局部和远处部位的免疫、代谢和神经元反应。宿主细胞和肠道微生物组之间的这种化学对话受环境因素影响，并且可能在胃肠道和系统疾病中失调。增加对细菌途径和信号基础的了解可能会为药物发现尚未开发的代谢宿主-微生物组串扰提供更多线索。在这里，我们更新了我们对微生物AAA代谢及其对宿主生理和疾病的影响的理解。我们还考虑了与治疗性挖掘这些信号代谢物相关的开放性问题，以及最近的概念和工具如何推动该领域向前发展。
Highlights划重点
肠道微生物组将AAA转化为影响宿主和微生物组的一系列信号代谢物。微生物AAA代谢物调节生物过程，如肠上皮细胞稳态、免疫细胞反应和神经元兴奋性，从而在局部和系统水平介导宿主-肠道微生物组串扰。
微生物AAA代谢物在不同生理和疾病环境中的作用已得到探索，并且这些化合物作为环境、免疫和神经系统信号的重要整合者的相关性不断出现。
靶向AAA代谢已在疾病的动物模型中显示出治疗前景，例如炎症性肠病(IBD)和多发性硬化症(MS)。破译AAA代谢物的关键细菌来源和信号机制可以实现微生物和代谢物疗法的合理设计。
Glossary术语表
芳香族氨基酸(AAA)：包含芳香环的氨基酸，包括色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)和酪氨酸(Tyr)。Trp和Phe是动物必需的氨基酸，因为它们不在人体内合成。Tyr是半必需的，因为它可以从Phe中合成。
必需氨基酸：生长阶段所必需的氨基酸，但不能由生物体从头合成或制造足够数量，因此必须从饮食中提供。
Gnotobiotic小鼠：仅由一组已知的、定义的微生物定殖的小鼠，这使得能够从机制上理解宿主表型中的某些微生物。
炎症性肠病（IBD）：一种非特异性慢性复发性肠道炎症性疾病，包括溃疡性结肠炎和克罗恩病。IBD最近被认为是由遗传因素、环境因素、肠道菌群与宿主免疫系统之间的复杂相互作用引起的异常免疫反应和慢性肠道炎症。
微生物组-肠-脑轴：描述了肠道、其常驻微生物组和大脑之间的双向信号传递，这是生理和疾病中肠道和大脑功能性串扰的基础。该轴的信号机制尚未完全揭示，主要涉及激素、免疫和神经元途径。
次级胆汁酸：结肠中的厌氧菌将初级胆汁酸（例如胆酸盐和鹅脱氧胆酸盐）转化为几种经过修饰的胆汁酸，包括脱氧胆酸盐(DCA)、熊去氧胆酸盐(UDCA)和石胆酸盐(LCA)。这些次级胆汁酸要么被结肠被动吸收，要么随粪便排出体外。
短链脂肪酸：少于六个碳原子的脂肪酸。它们主要是在可溶性膳食纤维被结肠中的微生物发酵过程中产生的。
微量胺相关受体（TAARs）：年首次发现的一类GPCR；也称为微量胺受体。在哺乳动物物种中有九个亚科（TAAR1-9）。
OutstandingQuestions悬而未决的问题
AAA代谢物在健康和疾病中的因果作用是什么？
我们如何绘制特定微生物中AAA代谢的关键酶？
感知AAA代谢物并介导其生物学效应的宿主受体是什么？
AAA的肠道微生物群代谢如何整合宿主因素的影响，如饮食、年龄、运动和精神压力，以影响多种疾病的结果？
肠道菌群来源的AAA代谢物如何与其他微生物和宿主代谢物相互作用以发挥局部和全身影响？
我们如何扩展和转化现有知识，以实现对微生物AAA代谢的精确药物或营养品操作，以改善人类健康？
HostandGutMicrobiomeCrosstalkviaMetabolites
胃肠道居住着复杂而动态的细菌和其他微生物，统称为“肠道微生物群”或“肠道微生物群”[1]。这些肠道共生体进化出与宿主的密切关系，它们的组成和功能与宿主生理和疾病的许多方面有关[2]。作为宿主-微生物交流的典型机制，肠道微生物群会产生数以千计的小分子和代谢物，这些小分子和代谢物在胃肠系统中积累或到达远处器官[2]。虽然还有很多有待发现，但肠道微生物代谢物，最好的例证是短链脂肪酸（见词汇表）和二级胆汁酸，已被发现是宿主-微生物组串扰中的信号分子[3,4]。更好地了解代谢宿主-微生物相互作用可以为基于肠道微生物组的治疗干预开辟道路[5]。
尽管肠道微生物代谢物在宿主病理生理学中的因果作用越来越多地被揭示，但效应微生物、关键代谢基因和酶以及宿主靶点的鉴定是从关联到调节的主要障碍。在这篇综述中，我们重点