近日，来自中国医学科学院/北京协和医学院医药生物技术研究所和天津医科大学的联合研究团队在国际知名期刊Gut Microbes上首次揭示了一条由菌群代谢产物 4-GBA和宿主转运蛋白SLC36A1构成的微生物-宿主正反馈回路，为溃疡性结肠炎的诊疗提供了全新靶点与理论依据。

A 4-guanidinobutanoic acid-SLC36A1 axis drives a microbiota‒host feedback loop to regulate intestinal homeostasis

作者：Jianming Yang, Yawen Xiao, Jifang Cui, Ruofan Song, Wanxia Ma, Jiangpeng Liu, Chunhui Miao, Xinyu Sun, Xueting Kong, Zhi-Song Zhang, Lu Zhou, Zhi Yao & Quan Wang*

Part.1

研究结论

溃疡性结肠炎（Ulcerative Colitis, UC）是一种慢性非特异性炎症性肠病（IBD），以结肠黏膜连续性、弥漫性炎症为主要病理特征。全球范围内，UC的发病率和患病率持续攀升，严重影响患者的生活质量，并显著增加结直肠癌的发病风险。传统治疗手段包括氨基水杨酸制剂、糖皮质激素、免疫抑制剂和生物制剂等，但部分患者应答不佳或出现耐药，临床亟需新的治疗策略和诊断标志物。

肠道菌群作为人体最复杂的微生态系统，其组成和功能变化与UC的发生发展密切相关。菌群失调可导致黏膜屏障受损、免疫应答紊乱和病原菌易位，形成"菌群失调-黏膜损伤-炎症加剧"的恶性循环。

研究团队通过菌株筛选-类器官共培养-代谢组学-基因敲除-单细胞测序等多层次技术，首次鉴定出肠道共生菌 Bacteroides stercoriosoris 产生的代谢物 4-胍基丁酸（4-GBA）是维持肠道黏膜屏障功能的关键调控因子。4-GBA 能够显著增强肠道干细胞（ISCs）的功能，提高Lgr5⁺ ISCs 的增殖能力，促进上皮再生。同时，它还能驱动杯状细胞分化，上调MUC2、Atoh1、Spdef等关键基因的表达，增加黏液分泌，从而强化肠道的黏膜屏障。此外，4-GBA 通过增厚黏液层，为益生菌 Akkermansia muciniphila 创造了理想的生态位，使其在肠道内富集，形成“4-GBA→黏液增加→A. muciniphila增加”的正反馈回路。

在分子机制层面，4-GBA依赖 SLC36A1转运体进入肠上皮细胞，进而激活 Hedgehog信号通路（促进 Gli1 核转位），驱动上皮重编程。临床研究进一步证实，UC 患者结肠组织中 SLC36A1 的表达显著降低，且其表达水平与 ESR、CRP、Mayo内镜评分等疾病严重程度指标呈负相关，在炎症区域表达尤为低下。SLC36A1的激动剂肌氨酸（sarcosine）能够模拟4-GBA的保护作用，在小鼠结肠炎模型中显著减轻症状，并增加A. muciniphila的丰度。

本研究发现4-GBA通过宿主上皮重塑间接富集A. muciniphila，提示直接补充 4-GBA 或其产生菌也是一种靶向微生态的潜在UC干预策略。

研究机制总结图

Part.2

主要作者简介

王荃

• 中国医学科学院医药生物技术研究所研究员，博士生导师

长期研究人体黏膜组织中细菌和宿主免疫系统的相互作用，基于此挖掘菌源活性物质并阐明免疫药理机制。以通讯作者在PNAS，Nature Communications，Microbiome， Autophagy，eBioMedicine，Gut Microbes等期刊发表论文20余篇。

阳检明

• 天津医科大学副教授

主持国家自然科学基金青年项目1项，省部级基金1项，以第一作者或共同第一作者在Gut Microbes等期刊发表SCI论文5篇。

Part.3

关于期刊

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