邓泮教授课题组在Microbiome发表研究论文：基于稳定同位素示踪的多糖代谢研究

肠道菌群和宿主多器官存在紧密联系，肠道菌群代谢物是调节宿主代谢稳态和影响疾病发生发展的重要物质。高分子多糖具有改善肠道微生态，调节宿主代谢的作用，代谢物也被认为是高分子多糖的活性效应分子。因此，全面评价肠道菌群和与宿主器官之间的代谢相互作用，对阐明肠道菌与宿主的紧密联系和发现多糖的活性物质具有重要意义。

苏州大学药学院邓泮教授与美国肯塔基大学Bernhard Hennig教授合作，开发了稳定同位素示踪代谢研究方法，追踪代谢物在复杂代谢网络中的动态变化特点，揭示了多糖的肠道菌群代谢物在宿主多器官的动态转运规律。研究结果以“¹³C-Stable isotope resolved metabolomics uncovers dynamic biochemical landscape of gut microbiome-host organ communications in mice”为题，发表于Microbiome（https://doi.org/10.1186/s40168-024-01808-x）。

近年来，邓泮课题组通过运用稳定同位素示踪和多组学整合技术，研究了多糖对肠道微生态及宿主代谢的调节作用（Environ. Health Perspect. 2022；J. Proteome Res. 2021；J. Lipid Res. 2020）。本研究发现菊粉多糖的¹³C代谢物富集具有器官特异性和时间依赖性的特点。盲肠内容物中¹³C代谢物主要富集在氨基酸和短链脂肪酸代谢途径中。肠道菌群来源的¹³C在肝脏中主要参与胆碱代谢途径，而在脑组织中主要参与谷氨酰胺-谷氨酸/γ-氨基丁酸循环。乳酸在骨骼肌样品中¹³C富集结果显示显著性别差异，提示性别是肠道菌群和宿主器官相互作用的重要影响因素之一。此外，本研究首次发现肠道菌群能够利用菊粉多糖合成胆碱，并且¹³C-全标记胆碱参与宿主多器官的磷脂酰胆碱（PC）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）的合成。计算机模拟和肠道菌孵育研究结果表明，粪肠球菌是代谢多糖并合成胆碱的主要菌株。本研究为全面表征多糖代谢途径和解析代谢物介导的肠-肝、肠-脑和肠-骨骼肌互作提供了新思路。

我院博士研究生肖霞该研究的第一作者，邓泮教授为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和江苏高校优势学科建设工程等项目的资助。

论文信息：

Xiao X, Zhou Y, Li X, Jin J, Durham J, Ye Z, Wang Y, Hennig B*, Deng P*. ¹³C-Stable isotope resolved metabolomics uncovers dynamic biochemical landscape of gut microbiome-host organ communications in mice, Microbiome, 2024, 12: 90.

https://doi.org/10.1186/s40168-024-01808-x 

通讯作者：

邓泮，苏州大学特聘教授、博士生导师。江苏省药物研究与开发协会理事、江苏省双创博士。从事代谢机制研究，至今为止发表论文50余篇，其中以第一或通讯作者在Environ. Health Perspect.、J. Med. Chem.、Anal. Chim. Acta.、和J. Lipid Res.等期刊发表论文20余篇；参与编写3部药物分析和药物代谢专著。