肠道是人体最大的消化和排毒器官，其回旋盘转的结构被形象地称为人体第二大脑。肠道中寄生着数以计亿的细菌，它们是人体内最重要的一种外环境，各种微生物按一定比例组合，相互制约，相互依存，在质和量上形成一种生态平衡。然而肠道菌群并不都是人类的朋友，按特性来讲，它们可分为3大类，即好菌、坏菌和中性菌。当人体肠道中好菌比例下降而坏菌数量上升时，人体免疫力下降，极易导致多种疾病的发生。
研究表明，肠道菌群紊乱与多种疾病的发生密切相关，如消化系统疾病、内分泌系统疾病、精神系统疾病、自身免疫性疾病以及一些感染性疾病。基于此，小编针对肠道微生物组最新研究进展，进行一番梳理，以飨读者。
1.Cell：肠道微生物组可以通过训练母体免疫系统来帮助健康怀孕
Doi: 10.1016/j.cell.2025.11.022
根据威尔康奈尔医学院研究人员的临床前研究，肠道微生物可能在训练母亲免疫系统适应孕期发育中的胎儿方面发挥关键作用。
该研究结果发表在《Cell》上，表明有益肠道细菌有助于防止可能导致小鼠流产的免疫系统反应。研究人员证明，肠道微生物产生的代谢物会促进两种类型的保护性免疫细胞——髓源性抑制细胞和RORyt+调节性T细胞——募集到胎盘，并帮助母体免疫系统学会对胎儿产生免疫耐受。
"在怀孕期间，母体免疫系统被训练以认识到胎儿无害是至关重要的，"该研究的资深作者、威尔康奈尔医学院儿科免疫学副教授、Gale and Ira Drukier儿童健康研究所成员Melody Zeng博士表示。"这可以防止母体免疫系统攻击胎儿，而攻击可能导致复发性流产或死产。"
根据美国妇产科学院的数据，对于超过一半经历过反复流产的女性，其根本原因尚未明确。先前的研究已将肠道微生物群紊乱与免疫系统功能障碍或炎症状况联系起来；但其机制基础仍不清楚。Zeng博士和她的团队研究了肠道微生物群在母胎免疫耐受和妊娠结局中的潜在作用。
2.PNAS：肠道菌群竟是大脑“建筑师”！不同灵长类的肠道微生物能直接影响宿主大脑的功能运作模式
DOI:10.1073/pnas.2426232122
你想过吗？我们引以为傲的庞大而复杂的大脑，其进化的关键驱动力可能并非完全来自颅骨之内，而是源于一个意想不到的地方—我们的肠道。近年来，“脑肠轴”的概念日益火热，揭示了肠道与大脑之间神秘而紧密的对话。
近日，一篇发表在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上题为“Primate gut microbiota induce evolutionarily salient changes in mouse neurodevelopment”的研究报告中，来自美国西北大学等机构科学家们进行的一项突破性研究将这一关联推向了进化史的深处：肠道菌群可能直接塑造了包括人类在内的灵长类大脑的演化路径。这项研究首次提供实证数据，表明不同灵长类的肠道微生物能够直接影响宿主大脑的功能运作模式，甚至可能为理解某些神经发育障碍的起源提供了全新视角。
文章中，研究人员设计了一个精妙的实验：他们选择了三种具有代表性的灵长类作为微生物供体——人类（大脑最大，类人猿下目）、猕猴（大脑较小，与人类同属类人猿下目）和松鼠猴（大脑相对较大，但与人类亲缘关系较远，属于阔鼻猴下目）。这样的选择巧妙地分离了“脑容量大小”和“亲缘关系远近”两个因素。
随后，他们将这三类灵长类的完整肠道菌群，分别移植给了三组在无菌环境中长大的小鼠。这些小鼠如同一张“白纸”，其自身的微生物影响为零。八周后，研究人员开始仔细“阅读”这些小鼠大脑的“工作日志”—即全脑基因表达谱。
3.Brain Med：自主运动或能通过肠道微生物群来重塑机体的色氨酸代谢
DOI:10.61373/bm026r.0009
运动能让人心情变好、记忆变强，这个结论早已深入人心，但过去我们谈论运动对大脑的影响时，关注点往往在肌肉、心肺和血液循环上。
日前，一篇发表在国际杂志Brain Medicine上题为“Exercise induces changes in tryptophan metabolism by gut microbes associated with hippocampal function in adult rats”的研究报告中，来自爱尔兰科克大学等机构的科学家们通过研究揭示了一条完全不同的路径，即当一只老鼠开始奔跑时，变化不仅发生在跳动的心脏和发热的肌肉里，更发生在肠道幽深的褶皱中，那里的细菌感知到了运动，并通过血液和生化信号，一路将信息传递到海马体，这里正是记忆形成和情绪扎根的地方。
这项研究中，研究人员给成年雄性大鼠提供了为期八周的自由跑轮。运动组的老鼠平均每天奔跑5.24公里，而久坐组则没有这个待遇。八周后，两组动物之间出现的差异，并非骨折那样的剧烈变化，而是层层叠加的、微妙的、可能影响深远的改变。研究人员发现，运动显著降低了两种肠道细菌属的相对丰度：另枝菌属（Alistipes）和梭菌属，这两个菌属有一个共同点，它们都参与色氨酸的代谢，色氨酸是一种必需氨基酸，也是血清素的前体，这使得它成为肠脑信号通路中的关键分子。绝大多数色氨酸在肝脏中通过犬尿氨酸途径代谢，剩余部分则由肠道微生物分解为色胺或各种吲哚衍生物，其中一些能够穿越血脑屏障。
4.Cell：药物会以可预测的方式改变人体的肠道微生物组
DOI: 10.1016/j.cell.2025.10.038
我们的肠道微生物组由数万亿生活在肠道内的细菌和其他微生物组成。它们帮助身体分解食物、协助免疫系统、向大脑发送化学信号，并可能具有许多研究人员仍在努力了解的功能。当微生物组失衡时，会影响我们的整个身体。
许多研究人员已经意识到抗生素会破坏肠道微生物组，但较少被认识到的是，其他药物也能重塑这个微生物群落。在11月17日发表于《细胞》杂志的一项研究中，斯坦福大学的研究人员深入探究了多种常见药物如何影响肠道中数万亿的微生物，以及这对代谢、免疫反应和整体健康可能产生的深远影响。
研究表明，肠道微生物组的许多变化是由对营养物质的竞争驱动的——药物减少了某些细菌种群，改变了营养物质的可用性，而最能够利用这些变化的细菌得以生存。
"这项工作揭示了药物引起的微生物组紊乱遵循可预测的生态学规律，这为预测甚至预防对肠道健康的副作用打开了大门，"该论文的资深作者、斯坦福大学工程学院和医学院的教授、微生物学和免疫学教授KC Huang说。"这对药物设计、个性化医疗和微生物组的恢复力具有重要意义。"
5.Nature：数百种人类肠道噬菌体的发现为研究肠道微生物组提供了新的途径
DOI: 10.1038/s41586-025-09614-7
在一项由莫纳什大学生物科学学院的Jeremy J. Barr教授和哈德森医学研究所的Sam Forster副教授领导的国际研究中，科学家们在人类肠道细菌内发现了数百种新型病毒。这些被称为噬菌体的病毒，未来或可用于重塑肠道微生物组，进而可能影响肠道健康及多种疾病的发展进程。
这项发表在《自然》杂志上的研究是同类研究中的首例，它采用大规模、基于培养的方法来分离和研究人类肠道中的温和噬菌体。
研究团队使用了来自澳大利亚微生物组培养库的人类微生物组中的252株细菌分离物进行研究。这些分离物必须在实验室中使用特殊的无氧厌氧培养箱进行培养，然后用十种不同的化合物、食物和条件进行处理。令人惊讶的是，研究团队发现，常见的植物性代糖甜菊糖以及我们自身肠道细胞释放的化合物，是肠道噬菌体的主要激活剂。
该研究的资深作者Barr教授表示："这是一项基础性研究，它改变了我们思考和研究人类肠道内病毒的方式。我们发现，人类肠道细胞产生的化合物可以唤醒肠道细菌内的休眠病毒。这可能对炎症性肠病等肠道疾病产生重大影响，因为这类疾病常伴有炎症和细胞死亡。"
研究还揭示，大多数肠道噬菌体处于休眠状态，仅有小部分能在测试条件下被激活。然而，当暴露于人类肠道细胞时，这些病毒的激活率显著跃升，这表明人类生物学在塑造肠道病毒景观方面扮演着重要且直接的角色。
6.Cell：健康的肠道微生物群或可有助于预防儿童发育迟缓
DOI: 10.1016/j.cell.2025.08.020
营养不良是全球五岁以下儿童死亡的主要原因，占死亡总数的一半以上。幸存者仍可能面临终身影响，如认知和发育迟缓、学业表现不佳、经济不稳定以及不良的母体健康结局。这一巨大的公共卫生问题亟待解决方案。最新研究指出，肠道微生物组——即栖息在我们肠道中多样化的细菌、病毒和其他微生物——是一个重要的突破口。
索尔克研究所的研究人员在一组来自马拉维的幼儿中，探寻了营养不良（营养不良的一种形式）、微生物组健康与儿童生长之间的联系。马拉维是一个儿童发育迟缓发生率特别高（35%）的非洲国家。研究人员在近一年时间内收集了八名儿童的粪便样本，以识别与儿童生长相关的微生物模式。研究发现，肠道微生物基因组随时间变化越大的儿童，其生长状况往往越差，这表明微生物组的稳定性可能是肠道健康的一个重要标志。该项研究工作发表在《细胞》杂志上。
研究人员还利用这个新数据集建立了有史以来第一个儿科营养不良微生物基因组目录。该资源包含了在粪便样本中发现的986种微生物的完整遗传谱系（统称为"泛基因组"）。这将成为预测、预防和治疗营养不良的关键公共卫生资源。
该团队建立了一个新颖的工作流程来创建此目录，这在保持数据准确性的同时，为研究人员节省了时间和金钱。他们的方法可用于为其他健康状况构建基因组资源、监测环境和农业微生物组、追踪生物多样性，并支持在偏远地区进行宏基因组学研究。这项发现是与圣路易斯华盛顿大学医学院和加州大学圣地亚哥分校的同事合作完成的。
7.Cell Syst：肠道微生物的“抗癌奇兵”！科学家阐明2-甲基异柠檬酸的抗癌新发现
DOI:10.1016/j.cels.2025.101397
WHO数据显示，每年约有1800万新发癌症病例，其中肝癌、结直肠癌等消化系统癌症占比较高，近年来，随着对癌症发病机制的深入研究，科学家们逐渐认识到，肠道微生物在癌症的发生、发展及治疗中扮演着重要角色。有研究表明，肠道微生物不仅影响宿主的免疫系统，还能调节药物的代谢和疗效，比如，某些肠道细菌能够增强免疫治疗的效果，而另一些则可能削弱化疗药物的作用，因此，探索肠道微生物与癌症治疗之间的关系已成为当前癌症研究的热点领域之一。
近日，一篇发表在国际杂志Cell Systems上题为“Chemotherapy modulation by a cancer-associated microbiota metabolite”的研究报告中，来自帝国理工学院等机构的科学家们通过研究揭示了肠道微生物代谢产物如何调节化疗药物的效果，特别是针对5-氟尿嘧啶（5-FU）这种广泛用于治疗结直肠癌等癌症的药物。
文章中，研究人员通过结合宿主-微生物-药物-营养四维筛选方法和多组学分析，发现了一种名为2-甲基异柠檬酸（2-MiCit）的微生物代谢产物，其不仅能抑制癌细胞的生长，还能与5-FU产生协同作用来增强化疗效果。文章中的实验对象包括多种人类癌细胞系（如HCT116、DLD-1等）、秀丽隐杆线虫（C. elegans）和果蝇（Drosophila）模型，研究者首先利用高通量筛选技术评估了378种代谢物对5-FU毒性的调节作用，他们发现，2-MiCit在多种癌细胞系中表现出显著的抗增殖效果，并且这种效果在三维肿瘤球体模型中也得到了验证；此外， 2-MiCit还能通过抑制线粒体代谢和诱导DNA损伤来发挥其抗增殖作用。
研究者表示，通过代谢组学分析，他们发现2-MiCit能抑制线粒体中的异柠檬酸脱氢酶（IDH）活性从而导致细胞内核苷酸失衡并能激活p53相关通路。通过药物-代谢物相互作用筛选，他们进一步揭示了2-MiCit与5-FU之间的协同作用机制；研究者还通过化学修饰将2-MiCit转化为其三甲酯衍生物，从而就能显著增强其抗增殖活性。实验结果表明，2-MiCit作为一种天然的微生物代谢产物，不仅具有抗肿瘤活性，还能通过调节细胞代谢和DNA损伤反应来增强5-FU的化疗效果，这一发现为开发新型抗癌治疗策略提供了重要线索，也为未来癌症治疗提供了新的方向。
8.Cell：新研究测定了从肠道微生物进入人体的代谢产物的数量
DOI: 10.1016/j.cell.2025.07.005
人体肠道微生物群在各种疾病中扮演核心角色。肠道微生物组与人体之间的一种重要化学通讯形式，源自消化系统细菌分解食物时产生的小分子物质，包括乙酸、丙酸和丁酸等有机酸。这些肠道发酵产物可调节免疫系统、促进肠黏膜再生并影响人类行为。尽管这些效应已知，但人体每日暴露于这些分子的具体剂量此前尚未明确。
在发表于《细胞》期刊的一项新研究中，来自苏黎世联邦理工学院和斯坦福大学的研究人员精确量化了肠道细菌每日产生并进入人体的这些分子数量。他们基于人们的饮食数据和每日粪便产量，计算出每日消耗和再生的肠道细菌数量，并在实验室测量了肠道细菌必须产生多少发酵产物来取代细菌质量。
"我们的研究结果详细揭示了肠道微生物群与宿主之间物质交换的强度，"论文第一作者Markus Arnoldini表示，"这一认知对于精确理解肠道微生物组如何影响健康至关重要。"
9.Nature：科学家揭示非抗生素药物对肠道微生物群落抗侵袭能力的影响
Doi：10.1038/s41586-025-09217-2
近年来，随着抗生素耐药性问题的日益严重，人们对肠道微生物群落的关注度不断提升，肠道微生物群落不仅在维持人体健康中发挥着重要作用，还在抵御肠道感染方面扮演着关键角色。据WHO数据显示，全球每年因肠道感染导致的死亡人数超过200万，其中大部分发生在发展中国家。抗生素的广泛使用不仅会破坏肠道微生物群落的平衡，还会增加病原体的定植风险。因此，研究如何保护肠道微生物群落的抗侵袭能力对于预防肠道感染具有重要意义。
近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Non-antibiotics disrupt colonization resistance against enteropathogens”的研究报告中，来自德国蒂宾根大学等机构的科学家们通过研究分析了非抗生素药物对肠道微生物群落抗侵袭能力的影响。文章中，研究人员通过高通量体外实验和体内动物模型揭示了非抗生素药物如何通过改变肠道微生物群落的组成和功能从而削弱其对病原体的抵抗能力，这一发现不仅为理解肠道微生物群落的生态平衡提供了新的视角，还为临床用药提供了重要的参考依据。
肠道微生物群落能通过竞争营养资源和诱导宿主免疫反应从而有效防止病原体的定植和过度生长；然而，抗生素治疗等对微生物群落的干扰则会增加机体的感染风险，而且许多非抗生素药物也可能通过直接抑制共生菌的生长从间接影响肠道微生物群落的组成和功能。
10.Nature：肠道微生物的代谢物咪唑丙酸有望作为人类动脉粥样硬化的新型驱动因素与潜在治疗靶点
doi：10.1038/s41586-025-09263-w
近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Imidazole propionate is a driver and therapeutic target in atherosclerosis”的研究报告中，来自西班牙国家心血管研究中心等机构的科学家们通过研究旨在寻找与动脉粥样硬化早期阶段相关的微生物代谢物，这些代谢物或在动脉粥样硬化的进展中发挥作用。
首先，研究人员在动脉粥样硬化易感的Apoe−/−小鼠模型中进行研究，通过给予小鼠不同饮食（包括高胆固醇饮食和添加胆碱的高胆固醇饮食）并结合抗生素处理来耗竭其机体中的肠道微生物群，结果发现，高胆固醇饮食会诱导其发生动脉粥样硬化，而抗生素处理则会部分预防这一过程。通过对小鼠血浆进行非靶向代谢组学分析，研究人员发现，咪唑丙酸（ImP，imidazole propionate）与机体的动脉粥样硬化高度相关，并且其浓度与肠道微生物群落结构的变化相关，特别是与埃希氏菌属（Escherichia）、志贺氏菌属（Shigella）和真杆菌属（Eubacterium）等菌属的相对丰度有关。
进一步的研究表明，咪唑丙酸与人体亚临床动脉粥样硬化之间也存在关联；研究人员在400 名无症状志愿者中进行了相关研究，这些志愿者来自PESA（Progression of Early Subclinical Atherosclerosis）队列研究。通过多区域、多模式成像技术（比如血管超声和非对比增强计算机断层扫描），研究人员发现，咪唑丙酸在亚临床动脉粥样硬化患者中的血浆浓度显著高于对照组，并且与动脉粥样硬化的程度呈非线性相关，这一结果在另一个独立的 IGT（受损葡萄糖耐量）队列中得到了验证。
为了探究咪唑丙酸对动脉粥样硬化的影响，研究人员对喂食普通饲料的动脉粥样硬化易感小鼠中进行了相关研究，结果发现，补充咪唑丙酸能诱导动脉粥样硬化的发展而并不影响血液中的胆固醇或葡萄糖浓度；而且咪唑丙酸还能激活免疫反应并促进炎症细胞的浸润从而加剧动脉粥样硬化的发展。通过单细胞RNA测序分析，研究人员发现，咪唑丙酸能诱导主动脉中巨噬细胞、成纤维细胞和内皮细胞的转录组变化，这些变化与炎症反应和免疫细胞招募相关；同时咪唑丙酸还会通过激活mTOR信号通路来诱导炎症反应，从而促进动脉粥样硬化的发展。（生物谷Bioon.com）