人类肠道细菌对复杂碳水化合物和其他大分子的降解会产生代谢物，这些代谢物被邻近的微生物用于厌氧呼吸。然而，目前尚不清楚肠道内其他膳食化合物的交叉互养（cross-feeding）是否能驱动产生能量的氧化还原反应。
2025 年 8 月 4 日，耶鲁大学的研究人员在 Cell 子刊 Cell Host & Microbe 上发表了题为：Metabolic cross-feeding of a dietary antioxidant enhances anaerobic energy metabolism by human gut bacteria 的研究论文。
该研究发现，膳食抗氧化剂麦角硫因的代谢互养作用可增强人体肠道细菌的厌氧能量代谢。
在这项最新研究中，研究团队证明了来自不同门的肠道细菌在厌氧条件下相互提供一种常见的膳食抗氧化剂以产生能量。
共生梭菌编码有麦角硫因酶，能将麦角硫因（一种源自蘑菇的抗氧化剂）转化为电子受体硫脲酸（TUA）。
梭菌属木聚糖分解菌可降低 TUA，从而增加细菌的 ATP 合成和生长。
此外，TUA 由某些人类粪便微生物群落有选择地产生和消耗。
与肠道麦角硫因稳态与结直肠癌之间新发现的关联一致，麦角硫因酶在结直肠癌患者的粪便宏基因组中显著富集。
这些结果共同表明，共生的抗氧化营养物质的交叉喂养如何增强微生物的能量代谢，这可能有助于解释人际间疾病风险的差异。
共生梭菌（Clostridium symbiosum）编码的麦角硫因酶能将蘑菇来源的抗氧化剂麦角硫因（ergothioneine）转化为电子受体硫脲酸（thiourocanic acid，TUA）。这种 TUA 可被解木聚糖拟杆菌（Bacteroides xylanisolvens）还原，显著提升其 ATP 合成效率并促进细菌生长。
值得注意的是，TUA 能够被特定人类粪便微生物群落选择性生成和消耗。与肠道麦角硫因稳态和结直肠癌新近建立的联系相一致，在结直肠癌患者的粪便宏基因组中检测到麦角硫因酶基因显著富集。
该研究的核心发现：
共生梭菌能将麦角硫因（EGT）代谢为硫脲酸（TUA）；
TUA 可被解木聚糖拟杆菌分解以促进自身的厌氧生长和 ATP 合成；
人类粪便微生物群落可通过代谢互养将 EGT 转化为还原型 TUA；
产生 TUA 的基因在结直肠癌患者的粪便宏基因组中富集。
总的来说，这些结果表明，抗氧化营养素的共生互益型交叉互养可强化了微生物能量代谢，这一机制或能解释疾病风险在个体间的差异性表现。
论文链接：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
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