乳酸一直以來被認為是糖解作用的醱酵代謝終產物,並在人體生理上無顯著角色,然而,近年證據顯示乳酸參與多種生理功能之訊息分子,包括能量調節、免疫調節、傷口修復,也與缺血組織損傷和腫瘤有關。癌細胞常大量地進行糖解作用,導致腫瘤組織周圍的乳酸可高達40 mM(正常組織為1.8-2.0 mM),此酸性微環境可促進癌症生長和轉移,因此,針對乳酸的生成與消耗對暸解人類生理學是重要的一塊拼圖,而本研究之主角Veillonella spp.,在菁英運動員的腸道中顯著富集,並在氣喘、自閉症等病人的腸道菌相中顯著減少,Veillonella spp.生長特性上,用乳酸作為主要碳源,並將乳酸發酵生成有益代謝物短鏈脂肪酸(乙酸與丙酸),故為具有健康促進潛力的次世代益生菌。
腸道菌群除在宿主進食時,大多處於生長穩定期,目前對腸道菌乳酸代謝的了解,聚焦於對數生長期,我們則探討V. dispar 從對數生長到穩定期的生長過程中的基因調控和主要代謝物定量。結果顯示,菌株在靜止期重新編程乳酸代謝和短鏈脂肪酸之生成,本論文擴展了我們對人體共生厭氧菌利用乳酸及調控健康的機制。在此基礎,下一塊拼圖則是解析乳酸利用菌如何與乳酸益生菌互動,多贏地促進人體健康。
本文發表在美國微生物學會(ASM)出版的期刊《Microbiology Spectrum》,第一作者張世旻目前為醫學系醫師科學家組的大專學生,與微生物及免疫學研究所指導老師黃雪莉教授共同發表。
◎期刊資訊
Shi-Min Zhang (張世旻) & Shir-Ly Huang (黃雪莉) (2023). The Commensal Anaerobe Veillonella dispar Reprograms Its Lactate Metabolism and Short-Chain Fatty Acid Production during the Stationary Phase. Microbiology Spectrum, e03558-22.(IF=9.043)
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