人類(lèi)腸道細菌對復雜碳水化合物和其他大分子的降解會(huì )產(chǎn)生代謝物，這些代謝物被鄰近的微生物用于厭氧呼吸。然而，目前尚不清楚腸道內其他膳食化合物的交叉互養（cross-feeding）是否能驅動(dòng)產(chǎn)生能量的氧化還原反應。
2025 年 8 月 4 日，耶魯大學(xué)的研究人員在 Cell 子刊 Cell Host & Microbe 上發(fā)表了題為：Metabolic cross-feeding of a dietary antioxidant enhances anaerobic energy metabolism by human gut bacteria 的研究論文。
該研究發(fā)現，膳食抗氧化劑麥角硫因的代謝互養作用可增強人體腸道細菌的厭氧能量代謝。
在這項最新研究中，研究團隊證明了來(lái)自不同門(mén)的腸道細菌在厭氧條件下相互提供一種常見(jiàn)的膳食抗氧化劑以產(chǎn)生能量。
共生梭菌編碼有麥角硫因酶，能將麥角硫因（一種源自蘑菇的抗氧化劑）轉化為電子受體硫脲酸（TUA）。
梭菌屬木聚糖分解菌可降低 TUA，從而增加細菌的 ATP 合成和生長(cháng)。
此外，TUA 由某些人類(lèi)糞便微生物群落有選擇地產(chǎn)生和消耗。
與腸道麥角硫因穩態(tài)與結直腸癌之間新發(fā)現的關(guān)聯(lián)一致，麥角硫因酶在結直腸癌患者的糞便宏基因組中顯著(zhù)富集。
這些結果共同表明，共生的抗氧化營(yíng)養物質(zhì)的交叉喂養如何增強微生物的能量代謝，這可能有助于解釋人際間疾病風(fēng)險的差異。
共生梭菌（Clostridium symbiosum）編碼的麥角硫因酶能將蘑菇來(lái)源的抗氧化劑麥角硫因（ergothioneine）轉化為電子受體硫脲酸（thiourocanic acid，TUA）。這種 TUA 可被解木聚糖擬桿菌（Bacteroides xylanisolvens）還原，顯著(zhù)提升其 ATP 合成效率并促進(jìn)細菌生長(cháng)。
值得注意的是，TUA 能夠被特定人類(lèi)糞便微生物群落選擇性生成和消耗。與腸道麥角硫因穩態(tài)和結直腸癌新近建立的聯(lián)系相一致，在結直腸癌患者的糞便宏基因組中檢測到麥角硫因酶基因顯著(zhù)富集。
該研究的核心發(fā)現：
共生梭菌能將麥角硫因（EGT）代謝為硫脲酸（TUA）；
TUA 可被解木聚糖擬桿菌分解以促進(jìn)自身的厭氧生長(cháng)和 ATP 合成；
人類(lèi)糞便微生物群落可通過(guò)代謝互養將 EGT 轉化為還原型 TUA；
產(chǎn)生 TUA 的基因在結直腸癌患者的糞便宏基因組中富集。
總的來(lái)說(shuō)，這些結果表明，抗氧化營(yíng)養素的共生互益型交叉互養可強化了微生物能量代謝，這一機制或能解釋疾病風(fēng)險在個(gè)體間的差異性表現。
論文鏈接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
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