國產(chǎn)頂刊Vita：西湖大學(xué)鄭鉅圣團(tuán)隊等揭示人類對腸道真菌的遺傳調(diào)控，帶來“腸-腦軸”新見解

編輯丨王多魚

排版丨水成文

人類腸道微生物組由細(xì)菌、真菌和病毒等多界物種組成，在與人類的共進(jìn)化中發(fā)揮著不可忽視的作用。越來越多的證據(jù)表明，腸道真菌是腸道生態(tài)系統(tǒng)中一個雖小卻至關(guān)重要的組成部分，對人類健康有所貢獻(xiàn)。腸道真菌或真菌群落與細(xì)菌的組成和功能相互依存，這可能使腸道能夠?qū)κ澄飻z入和藥物使用等外部刺激做出快速且協(xié)調(diào)的反應(yīng)。除了飲食和環(huán)境因素外，宿主的遺傳、年齡、種族和生理狀態(tài)等特征也會影響腸道微生物群落的多樣性。盡管此前已有證據(jù)表明宿主基因?qū)δc道細(xì)菌有影響，但對于宿主基因結(jié)構(gòu)如何影響腸道真菌的組成，我們?nèi)灾跎佟?/p>

2026 年 5 月 5 日，西湖大學(xué)醫(yī)學(xué)院鄭鉅圣研究員、華中科技大學(xué)潘安教授、浙江大學(xué)朱益民教授、中山大學(xué)陳裕明教授和復(fù)旦大學(xué)鄭琰研究員作為共同通訊作者（帥夢雷、許鳳喆、潘雄飛、張喆慶、周丹、張柯為論文共同第一作者），在國產(chǎn)期刊Vita上發(fā)表了題為：Host genetic regulation of gut mycobiome offers insights into the gut-brain interaction 的研究論文。

該研究整合了五個中國漢族人群隊列的近 8000 例宿主基因組、腸道真菌與細(xì)菌組及部分腦部磁共振影像數(shù)據(jù)，系統(tǒng)描繪了宿主遺傳調(diào)控腸道真菌的全景圖譜，并將其與細(xì)菌的遺傳調(diào)控模式進(jìn)行了對比。該研究發(fā)現(xiàn)了 114 個宿主基因變異-真菌關(guān)聯(lián)和 81 個宿主變異-細(xì)菌關(guān)聯(lián)，其中四個真菌類群達(dá)到全基因組顯著性水平。值得注意的是，影響真菌與細(xì)菌兩個生物界的遺傳變異與 27 種免疫細(xì)胞類型中不同的表達(dá)數(shù)量性狀基因座（eQTL）存在共定位現(xiàn)象，相關(guān)基因在大腦中呈現(xiàn)富集表達(dá)。磁共振成像分析顯示，腸道真菌屬Eremothecium與丘腦和額葉皮層體積呈正相關(guān)。體外實驗進(jìn)一步證實了該真菌強(qiáng)大的核黃素合成能力，并提示其可調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫應(yīng)答。

總的來說，該研究首次完整揭示了宿主遺傳調(diào)控人類腸道真菌組的全景圖譜，為理解宿主-微生物組復(fù)雜互作在人類健康中的作用提供了新視角。

近年來，“腸-腦軸”成了生命科學(xué)領(lǐng)域的大熱詞。但絕大多數(shù)研究都把目光投向了腸道中的細(xì)菌。事實上，在我們的腸道里，還住著一群容易被忽視的“神秘大佬”——腸道真菌。

在這項由國內(nèi)多所頂尖高校聯(lián)合發(fā)表的重磅研究中，研究人員首次在中國人群中繪制了腸道真菌和細(xì)菌的“基因調(diào)控圖譜”。該研究發(fā)現(xiàn)，腸道中的真菌不僅受到我們自身基因控制，它們還會通過一種神奇的代謝物，悄悄影響著我們大腦的“硬件配置”。

近 8000 人的數(shù)據(jù)：誰在操控腸道真菌？

要想知道腸道菌群到底聽誰的，最靠譜的辦法就是給大量的人群做全基因組關(guān)聯(lián)分析（GWAS）。

在這項研究中，研究團(tuán)隊招募了來自 5 個獨立隊列的近 8000 名中國漢族人群。通過對他們的糞便樣本進(jìn)行高通量測序，并結(jié)合血液白細(xì)胞的遺傳數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊首次系統(tǒng)描繪了宿主遺傳變異與腸道真菌、細(xì)菌特征的關(guān)聯(lián)圖譜。

通過這些數(shù)據(jù)，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了 114 個與腸道真菌相關(guān)的宿主遺傳變異，以及 81 個與腸道細(xì)菌相關(guān)的宿主遺傳變異。這說明了我們腸道里微生態(tài)的構(gòu)成，很大程度上是寫在我們自己的 DNA 里的。 不僅如此，該研究還發(fā)現(xiàn)，真菌和細(xì)菌雖然都在腸道里，但它們受宿主基因調(diào)控的方式截然不同，可以說是各走各的“單行道”。

神秘的“微型藥廠”：被低估的腸道真菌

在所有的腸道真菌中，一個名為Eremothecium的腸道真菌屬成員成功引起了研究團(tuán)隊的注意。

大家對這個名字可能很陌生，但它的“業(yè)務(wù)”我們再熟悉不過了——它是自然界公認(rèn)的核黃素（即維生素 B2）生產(chǎn)大戶。

為了驗證這一點，研究團(tuán)隊使用了先進(jìn)的蛋白質(zhì)語言模型ESMfold進(jìn)行預(yù)測，并結(jié)合生物信息學(xué)分析。結(jié)果證實，在 Eremothecium 屬的物種中，存在一組高度保守的基因。這組基因編碼的酶，正是核黃素合成通路中的核心“工人”。這就像在腸道這個大工廠里，Eremothecium 自己開了一家高效的“維生素 B2 制藥廠”。

直通大腦的高速公路：從腸道到神經(jīng)元的奇妙之旅

生產(chǎn)出核黃素就算了嗎？當(dāng)然不。研究團(tuán)隊敏銳地捕捉到了這家“微型藥廠”的下游客戶——大腦。

通過對部分中老年參與者進(jìn)行腦部磁共振成像（MRI）分析，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一個驚人的現(xiàn)象：腸道中 Eremothecium 的豐度，與大腦特定區(qū)域的“硬件質(zhì)量”呈強(qiáng)烈的正相關(guān)。

具體來說，那些腸道中 Eremothecium 越多的人，他們大腦的額葉皮層和左丘腦的灰質(zhì)密度越大。要知道，灰質(zhì)可是大腦進(jìn)行信息處理的核心“硬件”。灰質(zhì)密度的保持，對于維持認(rèn)知能力、預(yù)防神經(jīng)退行性疾病至關(guān)重要。這相當(dāng)于給大腦上了一種天然的“防衰老保險”。

作用于小膠質(zhì)細(xì)胞：平息大腦炎癥風(fēng)暴

那么，這種腸道真菌產(chǎn)生的核黃素，究竟是如何跨越千山萬水，守護(hù)我們的大腦的呢？

秘密在于大腦中的免疫細(xì)胞——小膠質(zhì)細(xì)胞（Microglia）。

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中的常駐免疫細(xì)胞。當(dāng)大腦出現(xiàn)損傷或感染時，它們會立刻激活，引發(fā)炎癥反應(yīng)來清除病原體。但如果它們過度激活，則會對神經(jīng)細(xì)胞造成毒害。

利用單細(xì)胞和轉(zhuǎn)錄組學(xué)數(shù)據(jù)分析，研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)，Eremothecium 產(chǎn)生的核黃素，能夠有效調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，讓這些免疫細(xì)胞保持理智，不至于過度激活。簡單來說，腸道真菌通過供給核黃素，給大腦的免疫系統(tǒng)踩下了剎車，從而保護(hù)了神經(jīng)元免受慢性炎癥的侵蝕。

重新認(rèn)識你的“第二大腦”

這項發(fā)表于Vita期刊的研究，不僅為我們揭示了腸道真菌受宿主基因調(diào)控的全景圖，更重要的是，它為我們提供了一條極其生動而具體的“腸-腦”互動通路：宿主基因調(diào)控腸道真菌 → 真菌合成核黃素 → 調(diào)控大腦小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng) → 保護(hù)大腦灰質(zhì)結(jié)構(gòu)與認(rèn)知健康。

總的來說，該研究首次系統(tǒng)描繪了宿主遺傳調(diào)控腸道真菌的全景圖譜，將長期處于邊緣地帶的腸道真菌納入宿主遺傳與大腦功能的研究框架之中，拓展了我們對腸道微生態(tài)多界協(xié)同作用的認(rèn)知，也為未來探索神經(jīng)免疫調(diào)控及相關(guān)疾病機(jī)制提供了新的思考方向。

論文鏈接：

https://www.vita-journal.com/vita/EN/10.15302/vita.2026.04.0024