华东理工大学教授赵黎明团队揭示了不同糖苷键结构与肠道微生物选择性响应、菌群演替及代谢差异之间的关联，并基于糖苷键特异性微生物响应者构建SynCom，为理解膳食糖链结构如何影响肠道微生物选择性利用及群落演替提供了新的证据，也为后续从结构特征出发开展功能寡糖设计和肠道微生态调控研究提供了参考。相关研究成果近日发表于《先进科学》。

功能寡糖是调控肠道微生态的重要膳食活性成分，其生物学效应与单糖组成、聚合度及糖苷键类型密切相关。不同寡糖能够形成差异化的菌群结构和代谢表型，但天然寡糖通常同时存在多种结构差异，难以单独解析糖苷键结构在其中发挥的作用。同时，肠道微生物对底物的利用是一个连续变化的过程，部分菌群可能在早期率先响应并启动底物利用，随后又因群落竞争或代谢交叉作用而下降，仅依赖终点相对丰度容易遗漏部分早期响应者。

研究团队选取了5种均由两个葡萄糖单元组成的二糖，它们具有相同的单糖组成和聚合度，主要区别在于糖苷键的构型和连接位置。体外厌氧发酵结果显示，不同糖苷键葡萄糖二糖可引起不同的菌群演替过程。与菌群变化相对应，不同糖苷键葡萄糖二糖也形成了不同的短链脂肪酸代谢特征，其中龙胆二糖更有利于乙酸积累，纤维二糖组丁酸积累最为明显。

进一步地，研究团队利用绝对丰度时间序列构建贝叶斯gLV模型，从菌群自身生长、种间相互作用和底物响应等因素中识别具有统计学支持的糖苷键特异性微生物响应者。系列研究结果显示，代表性响应菌能够直接利用相应二糖，且不同响应菌表达了与对应糖苷键相匹配的底物识别、转运和水解蛋白。

不同糖苷键寡糖驱动肠道菌群演替及微生物响应的研究框架。研究团队供图

相关论文信息：https://doi.org/10.1002/advs.77488