肠道菌群被称为人体“第二大脑”,在消化、免疫和代谢中发挥重要作用。
李兰娟院士团队针对传统粪菌移植中菌群活性丢失和移植效果不稳定的问题,创新性提出了“双效组合”策略:
首先使用益生菌——戊糖片球菌Li05(Li05)作为调节剂干预供体,重塑供体肠道微生态;其次,利用微胶囊技术对菌群进行包裹。
小鼠模型显示,未经优化的移植会导致肠道成熟度不理想,上皮再生能力有限,而采用双效组合后,移植菌群存活率和功能明显提升。
实验显示,在移植后14天,肠腺体长度和上皮再生细胞数量显著增加,为肠道菌群精准干预提供了切实可行的方法。
01双重机制保护益生菌并增强肠道屏障
小鼠模型显示,传统粪菌移植中,胃酸、胆汁和消化酶会导致大量菌群死亡,使移植效果不稳定。通过益生菌干预优化供体菌群结构,同时利用微胶囊包埋技术保护菌群活性,益生菌在肠道中得到物理保护,存活率明显提升。
实验显示,包埋后的益生菌在结肠到达率较常规移植高出约45%,有效保持供体菌群活性。同时,益生菌干预可优化供体菌群结构,提高有益菌数量和菌群互作网络稳定性,使肠道微生态更稳健。
双效组合不仅保护了菌群数量,也增强了功能。小鼠结肠长度延长约12%,Lgr5⁺/Ki67⁺上皮细胞数量增加约28%,黏液分泌细胞数量明显增多,显示肠道发育和屏障功能得到全面改善。
研究还发现,这一策略可以减少有害菌的暂时性增殖,降低炎症因子水平,改善肠道局部免疫微环境,从而为长期菌群稳定奠定基础。双重机制协作,使移植效果可控且持续,展现出明显的科学优势。
02移植改善肠道代谢和微生态平衡
实验显示,采用双效组合移植不仅改变菌群结构,还显著改善宿主代谢。小鼠模型中,短链脂肪酸水平明显提升,其中丁酸和丙酸分别较对照组增加约30%和25%,为上皮能量供应和黏液分泌提供保障。
胆汁酸代谢格局也得到优化,一级胆汁酸与次级胆汁酸比例趋于平衡,有利于脂质代谢和免疫调节。
此外,移植后形成的正向反馈循环增强了肠道稳定性:有益菌增多→短链脂肪酸水平提高→上皮再生能力增强→肠道环境进一步优化。
实验还发现,双效组合改善了肠道内微炎症状态,促使黏液层厚度增加并加强上皮屏障紧密连接蛋白表达,从而进一步提升肠道抵抗力。
整体来看,这种移植策略不仅增加菌群数量,更显著增强功能,使代谢改善与菌群结构优化协同进行,肠道微生态向健康稳态倾斜,为未来精准干预提供了可操作的科学依据。
03精准移植的潜力与应用前景
这一突破为精准肠道微生态干预提供了新思路。小鼠模型显示,双效组合移植不仅改善肠屏障,还支持全身代谢,提示肠道菌群干预具有潜在临床价值。
实验显示,上皮再生能力显著提高,黏液分泌增强,菌群互作网络复杂度增加,整体生态环境更稳健。
未来,粪菌移植可实现“量身定制”,根据个体菌群基础精准调整供体菌群,同时利用微胶囊确保活菌到达肠道并发挥作用。双效组合有助于维持肠道菌群长期稳定,使肠道功能改善效果持续更久。
对于肠易激综合征、炎症性肠病及代谢性疾病患者,这一策略有望显著提升治疗效果,并降低传统移植中菌群活性不稳定带来的风险。
此外,该方法为益生菌开发提供实践依据,通过功能调控与物理保护双重手段,实现菌群精准调控和功能最大化,推动临床转化与应用发展。
04双效组合推动肠道精准优化
小鼠模型显示,益生菌干预与微胶囊保护的双效组合能够显著提升菌群移植的精准性和功能表现。
上皮再生能力与黏液分泌明显改善,整体肠道生态向健康稳态倾斜。短链脂肪酸和胆汁酸代谢均得到优化,使菌群结构和代谢功能协同提升。
双效组合不仅优化了肠道屏障,也为精准FMT和肠道微生态干预提供可行方案,展现潜在临床应用价值。
这一策略将肠道菌群移植从粗放干预推向精细化、可控化,为肠道精准优化开启了新篇章。
注明参考文献
Improving fecal transplantation precision for enhanced maturation of intestinal function in germ-free mice through microencapsulation and probiotic intervention
Furong Ba , Wei Wang , Yilun Huang , Lanjuan Li……
DOI: 10.1186/s40168-025-02204-9
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