【Nature】神奇细菌竟能缓解吸烟危害！北大姜长涛团队带你了解真相

2022年10月19日，北京大学基础医学院姜长涛团队联合美国国立卫生研究院的Frank J. Gonzalez、浙江大学医学院第一附属医院虞朝辉、复旦大学基础医学院李洋、温州医科大学第一附属医院郑明华等人，在国际顶尖学术期刊《Nature》上发表了研究论文。

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05299-4

木霉菌降解尼古丁

 01 

为了证实吸烟期间尼古丁是否在肠道内蓄积，该课题组收集并分析了30名非吸烟者和30名吸烟者的回肠末端粘膜活检、血清和粪便样本，并发现在吸烟者的回肠粘膜组织中检测到高水平的尼古丁。随后进一步评估了无特定病原体（SPF）小鼠的肺部、回肠内容物、回肠组织、大脑、肝脏、附睾白脂肪组织和血清中的尼古丁水平，且一直观察到回肠尼古丁的积累。

这些结果表明，吸烟期间的尼古丁水平在肠道内积累的程度相对较高。而在尼古丁饮用水输送模型中，无菌（GF）小鼠回肠内容物和回肠组织中的尼古丁浓度均高于SPF小鼠，这表明内源性肠道细菌有助于尼古丁的降解。为了确定人类特定的内源性尼古丁降解肠道微生物群，研究人员从基因组数据库中筛选出携带已知尼古丁代谢基因的潜在菌株，并使用元基因组学研究分析了30名吸烟者的粪便样本，确定了尼古丁会在肠道内累积，而木霉菌具有在NicX存在下降解尼古丁的能力。

敲除小鼠模型

 02

研究人员运用磷酸化蛋白组学、脂质组学等多组学联用技术以及多个肠上皮细胞特异性基因敲除小鼠模型，发现肠道尼古丁蓄积显著激活肠上皮细胞 AMPKα1 信号，通过上调鞘磷脂磷酸二脂酶3磷酸化水平，促进肠源神经酰胺的分泌。进一步，研究人员确定了 AMPKα1 可以直接结合 SMPD3 并磷酸化 S208位点，抑制 K103 位点泛素化，进而抑制 SMPD3 蛋白酶体降解途径，最终增加 SMPD3 活性。这一发现首次将 AMPK 信号与鞘脂神经酰胺代谢联系起来，揭示了 AMPK 新的重要功能。

此外，该研究还发现了4-羟基-1-(3-吡啶基)-1-丁酮（HPB）是尼古丁在肠道中的分解代谢产物，有望作为一种生物标志物来评估患者肠道微生物介导的尼古丁的分解代谢速度。

小鼠模型研究显示，解木聚糖拟杆菌能够降解肠道中尼古丁积累，这一发现提高了肠道微生物降解尼古丁的潜力，对预防和治疗吸烟者的非酒精性脂肪性肝炎（NASH）等吸烟相关肝脏疾病具有潜在应用价值。研究团队同时也表示，还需要更多的研究来充分了解肠道微生物降解尼古丁的能力。

吸烟相关代谢性疾病新靶点

 03 

以往研究发现存在天然可降解尼古丁的细菌，这表明可以通过细菌来降解尼古丁水平。而这项研究首次发现哺乳动物体内有可降解尼古丁的肠道细菌。这一发现提高了肠道微生物降解尼古丁的潜力。欧盟已经批准了解木聚糖拟杆菌发酵乳制品作为新型食品投放市场，这也证实了解木聚糖拟杆菌的安全性。

综上所述，该研究发现吸烟过程中尼古丁于肠道累积，阐明其对 NASH 的促进作用及分子机理，揭示肠道共生菌在尼古丁相关的 NASH 发病中的关键保护作用，为吸烟相关代谢性疾病的基础研究与临床干预提供了新靶点与新策略。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05299-4

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。