创新背景

鞘脂是生物膜结构的重要组成成分,随着鞘脂在动物和酵母中的深入研究发现,鞘脂及其代谢产物是一类很重要的活性分子,它们参与调节细胞的生长、分化、衰老和细胞程序性死亡等许多重要的信号转导过程。
鞘脂主要来源于三个方面：饮食；能够产生它们的细菌；大多数宿主组织。母乳和许多其他食物都含有鞘脂的脂类代谢物。此前的研究表明，这些代谢物有助于塑造婴儿的微生物组，但尚不清楚它们是否真的与微生物组相互作用。

创新过程

康奈尔大学研究团队的一项新研究解释了为什么母乳喂养的婴儿肠道微生物群与配方喂养的婴儿差异很大。这项名为“Dietary Sphinganine Is Selectively Assimilated by Members of the Mammalian Gut Microbiome”的研究论文于2022年7月发表在《脂质研究杂志》上。

康奈尔大学开发了一项创新技术，通过老鼠的消化道跟踪代谢产物（新陈代谢中形成或必需的营养素）的命运，并确定了它们如何与特定的肠道微生物相互作用。

研究团队自定义合成了添加到饮食中的鞘脂，它与从母乳中提取的几乎相同，但有一个小的化学标签，因此一旦被小鼠摄入，研究人员就可以追踪鞘脂的位置。

然后，研究人员将荧光标记贴在吸收了标记脂质的细胞或微生物上，这样，任何吸收了鞘脂质的细菌都会发出红光。然后从小鼠的微生物群中分离并分析微生物。带有红色微生物的群体被从其他群体中分离出来，然后对这些群体进行基因测序，以确定细菌的种类。

这项研究发现了两种类型的肠道微生物，拟杆菌和双歧杆菌。拟杆菌在有益和非有益两方面都有牵连，这取决于环境。它们通常与健康母乳喂养婴儿的微生物群有关。本研究中首次显示双歧杆菌处理膳食鞘脂，被认为是典型的有益细菌，占母乳喂养婴儿微生物群的95%。它们利用鞘脂进行自身代谢，同时也是一种非常受欢迎的非处方益生菌。

通过进一步的研究，研究人员识别出拟杆菌和双歧杆菌暴露于膳食鞘磷脂时产生的代谢物。进一步的研究正在进行中，以确定这些微生物产生的代谢物是否对婴儿健康有益。

创新关键点

研究团队开发了一种新技术，能够跟踪饮食中的鞘脂通过小鼠肠道时的情况，首次发现了拟杆菌和双歧杆菌在母乳中的重要性。

创新价值

研究团队开发的新方法揭示了特定代谢物如何促进特定的细菌。未来，或许可以通过让患者食用含有特定代谢物的食物来其微生物群的组成。这种新方法也可以扩展到许多不同的微生物组系统。研究人员在调查高脂肪和低脂肪饮食或生酮饮食的影响时，便可以使用这项技术来跟踪代谢物。