#开放获取超话# 【精准设计益生元和合成菌群对症防控病害 | Microbiome】Precisely designed keystone metabolites boost shrimp disease resistance by recruiting symbionts via the lipoxin A4–AP-1 pathway http://t.cn/AXaoRo1k

发表期刊：Microbiome
第一作者：Haonan Sha
DOI：10.1186/s40168-026-02418-5
发布时间：2026年5月2日

背景
肠道代谢物是介导宿主健康状态的核心效应因子。其中，特定的“关键代谢物”展现出超越其生物丰度的调控权重；其匮乏往往诱发宿主表型与菌群适应性的显著失衡。基于此，通过外源性补充关键代谢物，可靶向重塑肠道代谢谱与微生态系统，进而实现对宿主健康的精准干预。然而，肠道代谢谱高度的多样性与环境依赖性，为构建基于“宿主-微生物”互作的精准营养干预策略增添了多维挑战。因此，精准鉴定维持宿主健康的关键代谢物并构建高效增强宿主抗病力的合成菌群（SynCom），是生命科学研究的焦点和难点。

方法
本研究以凡纳滨对虾为模型，借鉴微生物生态学中“指示菌”与“驱动种”的筛选原则精准鉴定关键代谢物，并通过膳食补充与多病原菌侵染证实了其免疫保护效果。随后，整合多组学分析揭示了关键代谢物补充对肠道菌群结构的重塑作用。在此基础上，通过分离显著富集的关键共生菌并构建SynCom，证实了其增强宿主抗病能力的作用。同时，通过整合全基因组测序与全球公共数据集，验证了SynCom在多种虾病中均呈现普遍的丰度下降趋势。最后，结合双向中介分析和体内抑制实验，我们揭示了关键代谢物招募肠道共生体、促进脂氧素A4（LXA4）产生，从而有效抑制转录因子AP-1活性的作用机制。

（图1 本工作的实验设计示意图和流程）

核心结果
关键代谢物通过定向招募三种益生菌（Ruegeria lacuscaerulensis, Bacillus subtilis和Nioella nitratireducens）提高了菌群互作网络的稳定性。基因组分析揭示这些菌株携带短链脂肪酸合成及抗菌肽编码基因，具备显著的宿主保护功能。全球数据集分析进一步验证这三株菌在患病对虾中普遍呈现丰度降低趋势。据此构建的SynCom成功复现了代谢物的保护效能。同时，关键代谢物与SynCom均通过提高肠道和肝胰腺中LXA4水平，进而抑制促炎转录因子AP-1的表达，最终实现免疫保护。

（图2 关键代谢物增强对虾抗病性的益生机理）

结论
本研究从“关键代谢物—肠道微生物群—宿主免疫”的整体维度，系统揭示了宿主疾病抗性的调控机制，为微生物生态学向精准疾病防控策略的转化提供了重要理论框架。

期刊简介
BMC 开放获取期刊 Microbiome 致力于为微生物生态学的研究人员提供一个良好的学术研讨平台。期刊接收范围包括微生物群在人类、动物、植物或环境中定殖的研究。

2024 IF：12.7
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