肠说念细菌在东说念主类健康和疾病中阐述病笃作用，可径直影响宿主生理。相同的，类固醇激素可改变要津的生理健康，如推陈出新和应激反映、性发育和生殖、盐和水均衡以及步履活动。有计划标明，肠说念细菌构成、宿主表型和类固醇激素水平之间存在有关性。类固醇结构的轻细变化会引起激素功能的普遍变化，肠说念菌群不错通过水解、酯化、去羟基化、脱氢、芳醇化和侧链裂解等样貌引起类固醇的搬动。然而肠说念细菌是如何修饰类固醇以及产生的代谢物如何影响宿主健康尚不明晰伦理高清百度影音，2024年6月6日一篇题为“Gut bacteria convert glucocorticoids into progestins in the presence of hydrogen gas”的计划论文发表在Cell杂志上，该计划标明，东说念主类肠说念细菌帕氏戈登氏杆菌（Gordonibacterpamelaeae）和沉稳埃格特菌（Eggerthella lenta）可将糖皮质激素搬动为孕激素，何况东说念主类肠说念微生物产生的主要气体H2会大大促进该反映的发生。

计划措施

组学措施：类固醇激素靶向检测，宏基因组检测分析，比较基因组分析；

其他措施：扫描电子显微镜成像，粪便菌群搬动(FMT)实验等。

计划遵循

1. 东说念主和鼠的微生物群21-去羟基化胆汁糖皮质激素3α5αTHDOC

为了计划21-去羟基化作用，计划东说念主员成就了一种基于超高效液相色谱（UHPLC）串联质谱（MS/MS）质谱（UHPLC-MS/MS）的措施来量化复杂基质中的类固醇激素（糖皮质激素和孕激素）。与SPF（无特定病原菌）雌性小鼠比较，GF（无菌）雌性小鼠的粪便中THP（四氢孕酮）的总水平权贵镌汰（图1A）。东说念主类胆汁中3α5αTHDOC（四氢脱氧皮质酮）和3α5βTHDOC是丰富的胆汁皮质类固醇，何况其平均浓度高于3β5αTHDOC、3β5βTHDOC、11-脱氢皮质酮和皮质酮（图1B）。这些数据标明，肠说念细菌暴露于生理有关浓度的3α5αTHDOC和3α5βTHDOC。据报说念，3α5αTHDOC以微摩尔浓度存在于妊妇胆汁中（其浓度为12-52mM）。假设3α5αTHDOC不错被21-去羟基化生成3α5αTHP或脱氢皮质酮。或者不错通过3α-HSDH（类固醇脱氢酶）和3β-HSDH的集阿谀用在C3位置异构化为3β5αTHDOC。然后，该化合物不错被21-去羟基化以变成3β5αTHP。终末，两种THP异构体不错通过3α-HSDH和3β-HSDH的作用相互搬动（图1C）。

为了磨练肠说念细菌是否不错将3α5αTHDOC搬动为THP，计划东说念主员在有3α5αTHDOC的情况下培养了来自孕珠GF和SPF小鼠的粪便，并用UHPLC-MS/MS靶向检测孕激素的水平。SPF孕珠小鼠粪便浆液中大齐产生3α5αTHP和3β5αTHP，而来自GF孕珠小鼠的粪便浆液莫得产生THP（图1D）。这些遵循标明，来自雌性小鼠的微生物群践诺21-去羟基化作用。接下来，测定了来自健康东说念主类受试者的微生物群落的21-去羟基化活性吗，来自女性受试者的三种粪便培养物均产生了THP（图1E），来自男性粪便的四个微生物群落中的三个也不错21-去羟基化3α5αTHDOC（图1F）。这些遵循标明，小鼠和东说念主类肠说念细菌齐不错21-去羟基化3α5αTHDOC以产生孕激素。

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计划东说念主员对17名非妊妇和7名孕晚期妊妇的粪便进行了靶向类固醇检测分析。令东说念主骇怪的是，第三孕期妊妇的粪便中THP水平比男性和非妊妇女性高两个数目级（图1G）。孕酮和孕烯醇酮也可检测到，但浓度要低得多。这些发现标明，妊妇粪便中THP水平很高。

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图1.类固醇激素靶向检测阐述肠说念微生物群和妊娠情状会影响胃肠说念中的孕激素水平

2. 戈登氏杆菌（G. pamelaeae）和沉稳埃格特菌（E. lenta）21-去羟基化3α5αTHDOC

在当代遗传学出现之前进行的早期职责如故分离出一个21-去羟基化的分离株，定名为Eggerthella lenta（沉稳埃格特菌），测试了几种E. lenta（DSM 2243、DSM 15644、Valencia和A2）的21-去羟基化活性，但未不雅察到THP的变成。因此，计划东说念主员试图从东说念主类粪便微生物群落等分离并轻松出21-去羟基化的物种，

精氨酸（Arg）刺激E. lenta和密切有关的生物体的助长。从未孕珠的女性供体(F3)的粪便中培养细菌，在Arg存在的情况下，3α5αTHDOC产生的THPs最多(图1E)。21-去羟基活性依赖于培养基中Arg的存在（图2A）。将培养物的聚积稀释液接种到高Arg（1%）琼脂板上，菌落挑选未产生任何活性21-去羟基化菌。操办词，通过将聚积稀释板分红四个象限并培养得到的象限细菌池（图2B），来自10-5稀释板的一个象限池进行了21-去羟基化作用，将3α5αTHDOC搬动为3α5αTHP，而其他三个象限池莫得活性（图2C）。对四个象限的宏基因组测序和比较分析揭示了戈登氏杆菌（Gordonibacterpamelaeae）存在于活性培养池中但不存在于三个非活性培养池中的唯独细菌种类，它是E. lenta的至亲。由于G. pamelaeae在象限池中的丰采较低，因此莫得尝试进一步的菌落挑选，而是使用了正交试验并取得了这种细菌的圭臬菌株G. pamelaeaeDSM 19738。这种细菌将3α5αTHDOC进行21-去羟基化作用，产生3α5αTHP和3β5αTHP，尽管水平较低（图2E）。将G. pamelaeaeDSM 19738与肠说念共生菌E. coliNissle 1917（EcN）共培养会导致活性权贵增多（图2E）。EcN本人无法进行21-去羟基化作用，这标明它并不是这种搬动的原因。测试了包含26种菌株的东说念主类肠说念E. lenta和Gordonibacter物种在单独培养和与EcN共培养时的活性。尽管这些菌株在单独培养时均未阐扬出21-去羟基化作用，但12个菌株在与EcN共培养时产生了不同进度的THP（图2F）。其余14个菌株在共培养时未产生THP。这些遵循标明，Eggerthellaceae眷属成员能将3α5αTHDOC进行21-去羟基化作用，并浮现这种活性是由EcN诱骗的。操办词，在其他更复杂的微生物群落中，其他细菌也可能参与21-去羟基化作用。由于E. lenta中有遗传用具可用，而G. pamelaeae中则莫得，因此计划东说念主员使用E. lenta进行了后续的体外计划。

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图2.东说念主类有关的Gordonibacter和Eggerthella菌株将3α5αTHDOC进行21-去羟基化反映

3. EcN产H2促进E. lenta21-去羟基化

率先测量了添加和未添加EcN的E. lenta14A菌株的氧化收复电位。与之前的报说念访佛，共培养体系的氧化收复电位比单一培养体系更为负。这种氧化收复电位的各异也与21-去羟基化活性有关，与之前的报说念一致。天然助长培养基的氧化收复电位与21-脱羟基化活性有关，但它并不使E. lenta14A菌株发生21-脱羟基化。将EcN 48小时单一培养产生的无菌上清液（经由真空过滤和打针器过滤）区分添加到E. lenta14A中。道理的是，只消EcN打针器过滤的上清液在E. lenta中诱骗了21-脱羟基化（图3D）。由于气体通过真空过滤被去除，而打针器过滤则不会，因此假设EcN产生了一种气体，导致沉稳埃希氏菌中发生21-脱羟基化。H2是东说念主类肠说念微生物产生的主要气体，在H2下培养了E. lenta14A，E. lenta14A单一培养自大出与E. lenta14A和EcN共培养相等的21-去羟基化活性（图3E）。比较之下，在N2下助长的E. lenta14A单一培养并莫得阐扬出21-去羟基化活性。在H2条目下助长的EcN也莫得进行21-去羟基化，进一步赈济了E. lenta含有该反映所需酶机制的发现。这些遵循标明，H2气体足以促进E. lenta中的21-去羟基化，且大肠杆菌产生H2是这种细菌促进E. lenta中强效21-去羟基化的主要驱能源。道理的是，天然E. lenta14A和EcN在单独培养时齐能产生H2，但共培养产生的H2是单独培养的三倍（图3H）。在G. pamelaeae和EcN的共培养中也不雅察到了协同的H2产生（图3I和3J）。因此，共培养中产生的更高水平的H2可能促进了E. lenta中的21-去羟基化活性。捐献者F2的粪便培养在48小时内产生了H2，已讲授这种水平不错促进共培养中的21-去羟基化并产生THPs（图3K和3L）。这些遵循标明，与先前的文件一致，东说念主类微生物群落不错成为H2的净产生者，并践诺21-去羟基化。

除了EcN除外，革兰氏阳性菌株梭菌VPI 12780和产气荚膜梭菌ATCC 13124，以及革兰氏阴性菌株柠檬酸杆菌ATCC 8090和弗氏柠檬酸杆菌ICC 168，均能在E. lenta14A中诱骗21-去羟基化（图3M）。这些遵循标明，一系列革兰氏阴性和革兰氏阳性肠说念细菌简略促进21-去羟基化。把柄已公布的数据集，大多数诱骗菌株齐含有适宜的氢化酶。关于短少适宜氢化酶的菌株，轻松出了氢化酶同源物。产生较少H2的细菌诱骗的21-去羟基化也较少（图3M）。这些遵循标明，21-去羟基化的细菌诱骗剂具有产生H2气体的智商。

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图3.H2是诱骗E. lenta加强21-去羟基化的必要条目

4.基因簇Elen_2451–Elen_2454郑重21-去羟基化

比较基因组学分析发现整个15个产生菌齐含有四基因簇Elen_2451–Elen_2454（图4A）。E. lenta中的21-去羟基化活性是依赖于钼的，并浮现钼蝶呤氧化收复酶（pfam: pf00384）可能是该基因簇中的主要酶单位。在E. lenta中同源抒发其他假设的含钼蝶呤氧化收复酶基因簇（Elen_3048–3051和Elen_2917–2921）并未导致21-去羟基化活性增多（图4G）。在E. lenta的至亲、短少Elen 2451–2454同源物且不进行21-去羟基化的G. uro（G. urolithinfaciensDSM 27213）中诱骗相识结构（包含Elen_2451–2453）的抒发会权贵导致从THDOC中产生大齐THP（图4I）。这些遵循标明，Elen_2451–2453编码的卵白质使非产生菌G. uro简略进行21-去羟基化。通过胰卵白酶消化卵白质组学阐发Elen_2451–2454编码的卵白质存在于21-去羟基化片断中。要而言之，Elen_2451–2454郑重E. lenta中的21-去羟基化。

与未孕珠的东说念主比较，孕珠者的胆汁中THDOCs的水平高出5到10倍。孕珠时刻胆汁中THDOCs的较高水平不可整个解释粪便中THPs增多100倍的情况，这标明孕珠时刻微生物组的转换可能有助于肠说念中THP水平的增多。对孕珠和非孕珠女性粪便进行了宏基因组测序，妊妇粪便中的α（Shannon指数）万般性增多。妊妇和非孕粪便样本的微生物群落构成（β万般性）之间也不雅察到权贵各异。各异属水平丰采的组身分析标明，Gordonibacter是妊妇捐献者样本中唯独权贵富集的属，而Bacteroidetes门成员Bernardetia在非妊妇粪便中的丰采权贵更高（图4J）。通过基于拼装的分类特征分析敬佩的Eggerthella和Gordonibacter属的总水平在妊妇中权贵高于非妊妇（图4K）。此外，Elen_2451-2454同源物的归一化基因丰采在妊妇粪便中权贵更高（图4L）。THPs的浓度与Elen_2451-2454同源物的丰采呈正有关（图4M）。在孕晚期，含有Elen_2451-2454基因簇的细菌水平较高。这些遵循标明，微生物组可能是导致孕晚期东说念主群胃肠说念中THP高水平的原因之一。

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图4.Elen_2451–2454基因簇编码钼依赖的21-去羟基化酶活性

5.孕珠供体的菌群移植（FMT）会导致体内THP的产生

对孕珠捐赠者P7的粪便微生物群进行移植（FMT），移植到无菌（GF）雌性小鼠体内（图5A）。第28天对盲肠试验物中的E. lenta进行定量检测，该微生物已凯旋定植。受体小鼠在第10、16和28天的粪便中THP水平权贵升高，标明跟着时候的推移，抓续产生THP，且E. lenta定植相识（图5B）。这些遵循标明，来自孕珠个体的微生物组足以在肠说念中产生THP。将GF雌性小鼠与E. lenta14A和EcN共同定植（图5C）。7天后，共定植小鼠的粪便中THP含量权贵高于GF对照组（图5D），这标明当与EcN共同定植时，E. lenta14A在体内21-去羟基化宿主产生的THDOC。将GF小鼠与E. lenta14A（含有基因簇的菌株）和EcN或者E. lentaA2（短少基因簇的菌株）和EcN共同定植（图5E）。前者小鼠粪便中总THP和3α5βTHP的水平权贵升高（图5F和5G）。这些数据进一步赈济了Elen_2451–2454基因簇郑重21-去羟基化活性的假设。

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图5.21-去羟基化反映在体内发生，并依赖于Elen_2451–2454基因簇

计划论断

东说念主类肠说念细菌戈登氏杆菌（G. pamelaeae）和沉稳埃格特菌（E. lenta）能将东说念主类胆汁中丰富的皮质激素搬动为孕激素，何况这些孕激素在妊妇的粪便中大齐增多，这标明细菌产生的孕激素可能影响妊娠和女性生理健康。

1. G. pamelaeae和E. lenta通过21-去羟基作用将宿主皮质激素搬动为孕激素；

2. 细菌产生氢气会促进21-去羟基作用；

3. 通过比较基因组学和功能基因组学轻松了21-去羟基基因；

4. 在孕珠时刻，孕激素水温煦基因簇丰采均权贵升高。

EcNlenta小鼠粪便菌株发布于：甘肃省声明：该文不雅点仅代表作家本东说念主，搜狐号系信息发布平台，搜狐仅提供信息存储空间作事。