透明質酸（Hyaluronic acid，HA），亦稱為玻尿酸，是糖胺聚糖（Glycosaminoglycans，GAGs）家族的重要成員。HA可來源於動物組織或微生物發酵，廣泛應用於膳食補充劑、功能性食品及藥物輔料等領域。口服HA製劑已被證實具備多種生物學功能，包括抗炎作用、緩解膝關節疼痛、提升皮膚水分含量及緩解慢性疼痛。值得注意的是，HA的生物活性受其分子量（molecular weight，MW）顯著影響，這一特性近年來受到廣泛關注。

　　研究表明，腸道微生物群能夠降解HA，並在人體腸道中鑒定出一類具有分解高分子量HA能力的特異性杆菌。已有研究報道的HA分子量範圍介於1~500 kDa。然而，即便是具有相同化學組成的多糖，其生物活性和代謝歸宿也可能截然不同。適宜分子量的多糖通常展現出良好的抗氧化活性，但具體分子量區間會因樣品來源而異。盡管如此，目前對於腸道微生物如何降解HA寡糖（oligosaccharides of HA，o-HAs）以及o-HAs與微生物群之間的相互作用機製仍不清晰。

　　由於腸道菌群可在藥物吸收前對其進行代謝，因而對藥物的生物利用度具有重要影響。闡明腸道菌群在藥物代謝中的作用，有助於解釋其藥代動力學特征的變化。腸道微生物群在維持腸道上皮穩態、預防腸道屏障受損等方麵發揮關鍵作用，因而對宿主整體生理功能和健康狀態具有深遠影響。據此推測，o-HAs可能通過調節腸道微生態發揮其生物學效應。

　　自動化控製的模擬胃腸係統（SIMGI）通過模擬人類消化道環境，精確調控生理參數，是研究膳食成分對腸道微生物群及其代謝影響的重要工具。已有研究表明，該多階段動態模型能夠有效模擬升結腸（AC）、橫結腸（TC）及降結腸（DC）中腸道微生物群的演化動態。SIMGI係統結合計算機控製模塊與生理參數設置，能模擬益生元對腸道微生物群落的潛在有益調節作用。

　　因此，通過解析微生物群的響應特征，有助於揭示o-HAs的代謝歸宿及其潛在的健康效應。在本研究中，作者利用模擬分批發酵係統，探究了o-HAs對厭氧腸道微生物群的調節作用。具體而言，研究在SIMGI係統中接種腸道菌群，評估o-HAs的降解與發酵過程。通過16S rDNA測序技術分析o-HAs對腸道菌群結構的影響，並結合氣相色譜-質譜聯用（GC-MS）技術測定發酵過程中短鏈脂肪酸（SCFAs）的變化水平。SCFAs的產生被視為微生物活性的代謝指標，並可與微生物豐度相關聯。進一步結合京都基因與基因組百科全書（KEGG）數據庫，對o-HAs的潛在腸道代謝路徑進行功能預測。

　　綜上所述，本研究聚焦於相對低分子量（約1 kDa）o-HAs的益生元潛力及其在腸道菌群中的降解特性。相關結果為理解o-HAs的生物利用度及其在營養與藥物開發中的應用前景奠定了理論基礎。

　　HA的分子量決定了多糖的功能。為了生產o-HAs，作者發酵LHyal以水解高分子量HA。在108 h時測量細胞外LHyal活性（1.62 ± 0.06）×106 U/mL）（圖2B），並使用Ni柱純化LHyal。如前所述，HA被LHyal水解為HA2n（n=1~5）（圖2A）。作為後續研究，通過HPLC-MS/MS分析了反應混合物，發現n=2~4（圖2C）。

　　o-HAs對微生物群的影響Chao1和Faith的係統發育多樣性指數是微生物群豐度的指標（圖3A）。與HA組相比，DC中Con組在微生物多樣性方麵表現出顯著差異。九遊官網appSimpson和Shannon指數在Con和HA組之間顯示出相似的趨勢，其中微生物多樣性增加然後減少，這可能是由於營養攝入後微生物多樣性的下降。HA組在DC中的多樣性低於Con組，這可能歸因於o-HAs對有害細菌的抑製。非度量多維尺度（NMDS）顯示Con組和HA組之間存在顯著差異，表明o-HAs影響微生物多樣性。

　　o-HAs對腸道微生物組成的影響門水平微生物群落分析顯示，變形菌門、厚壁菌門、擬杆菌門、放線菌門和梭杆菌門是主要分類群（圖4A）。4 種腸道微生物（即變形菌門、擬杆菌門、放線菌門和梭杆菌門）的相對豐度表現出顯著變化。結果表明，HA和Con組在屬水平上幾個屬的豐度存在顯著差異。具體來說，雙歧杆菌、Prevotellaceae_Prevotella、Dialister、Eubacterium和Sutterella在HA組中的豐度明顯更高，而其他幾個屬的豐度，包括Catenibacterium、Oscillospira、Klebsiella和Citrobacter與Con組相比，顯著降低。這些結果為HA對腸道微生物組組成的潛在影響提供了有價值的見解。

　　o-HAs對腸道微生物相互作用的影響通過鑒定在屬水平上具有顯著差異的微生物組，構建了一個共線網絡（*P 0.05）。圖5A顯示HA幹預後，與雙歧杆菌、乳酸菌、Dialister、Micromonospora、Prevotellaceae_Prevotella、乳球菌、真杆菌、Strenotrophomonas、Ochrobactrum和檸檬酸杆菌的通用水平相關性顯著增加是最普遍的相關細菌。然後使用LEfSe分析不同的微生物群落（圖5B，*P 0.05）。通過對樣本進行聚類以構建聚類樹來研究不同樣本之間的相似性（圖5C）。此外，微生物群受到o-HAs（前20名）的顯著調節（圖5C）。線性判別分析（LDA）（圖5D）可用於研究種群之間差異顯著的微生物群落。

　　通過將微生物測序結果與KEGG通路數據庫進行比較，確定了o-HAs微生物代謝的顯著不同代謝途徑和關鍵途徑。如圖7D所示，編碼戊糖和葡萄糖醛酸相互轉化的7 個基因的表達，包括D-阿拉伯糖醇4-脫氫酶[EC：1.1.1.1.11]和核糖醇2-脫氫酶[EC：1.1.1.56]，表達下調。編碼耐藥酶的6 個基因的表達下調，包括傳感器組氨酸激酶PhoQ [EC：2.7.13.3]和傳感器組氨酸激酶BasS [EC：2.7.13.3]（圖7E）。CAMP是治療對傳統抗生素耐藥的病原體的最有前途的選擇之一。

　　高欣偉，江南大學生物工程學院2021級博士研究生，主要研究方向為不同分子量透明質酸的功能以及人工改造益生菌產透明質酸。

　　康振，教授/博士生導師，從事微生物合成生物學與代謝工程、酶工程研究，江蘇省傑出青年基金獲得者，糖化學與生物技術教育部重點實驗室副主任。主要承擔合成生物學、微生物學課程的講授工作。近年在NatureCommunications、ACSCatalysis、GreenChemistry、MetabolicEngineering等主流雜誌發表研究論文68 篇，他引1 000多次，出版專著（或教材）3 部；授權中國發明專利45 件，美國發明專利4 件；主持包括國家自然科學基金、國家重點研發課題、江蘇省科技支撐等在內的省部級縱向與企業橫向項目22 項；入選江蘇省“六大人才高峰”、濟南市“泉城學者”等人才計劃，擔任江蘇省生物技術協會青年專家委員會副主任、中國生化製藥協會糖類藥物分會第一屆專家委員會委員、BMCBiotechnology副編輯、EnzymeandMicrobialTechnology、FrontiersinBioengineeringandBiotechnology、BiotechnologyLetters雜誌編委，中國微生物學學會會員。相關糖胺聚糖及其寡糖等多項微生物生產技術已經實現產業化，所構建枯草芽孢杆菌的食品級表達係統已經被國際知名的MoBiTecGmbH公司商業化。

　　為匯聚全球智慧共探產業變革方向，搭建跨學科、跨國界的協同創新平台，由北京食品科學研究院、中國肉類食品綜合研究中心、國家市場監督管理總局技術創新中心（動物替代蛋白）、中國食品雜誌社《食品科學》雜誌（EI收錄）、中國食品雜誌社《Food Science and Human Wellness》雜誌（SCI收錄）、中國食品雜誌社《Journal of Future Foods》雜誌（ESCI收錄）主辦，西南大學、 重慶市農業科學院、 重慶市農產品加工業技術創新聯盟、重慶工商大學、 重慶三峽科技大學 、西華大學、成都大學、四川旅遊學院、北京聯合大學、 中國-匈牙利食品科學“一帶一路”聯合實驗室（籌） 共同主辦 的“ 第三屆大食物觀·未來食品科技創新國際研討會 ”， 將於2026年4月25-26日 （4月24日全天報到） 在中國 重慶召開。

　　為係統提升我國食品營養與安全的科技創新策源能力，加速科技成果向現實生產力轉化，推動食品產業向綠色化、智能化、高端化轉型升級，由北京食品科學研究院、中國食品雜誌社《食品科學》雜誌（EI收錄）、中國食品雜誌社《Food Science and Human Wellness》雜誌（SCI收錄）、中國食品雜誌社《Journal of Future Foods》雜誌（ESCI收錄）主辦，合肥工業大學、安徽農業大學、安徽省食品行業協會、安徽大學、合肥大學、合肥師範學院、北京工商大學、中國科技大學附屬第一醫院臨床營養科、安徽糧食工程職業學院、安徽省農科院農產品加工研究所、安徽科技學院、皖西學院、黃山學院、滁州學院、蚌埠學院共同主辦的“第六屆食品科學與人類健康國際研討會”，將於 2026年8月15-16日（8月14日全天報到）在中國 安徽 合肥召開。

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