透明质酸（Hyaluronic acid，HA），亦称为玻尿酸，是糖胺聚糖（Glycosaminoglycans，GAGs）家族的重要成员。HA可来源于动物组织或微生物发酵，广泛应用于膳食补充剂、功能性食品及药物辅料等领域。口服HA制剂已被证实具备多种生物学功能，包括抗炎作用、缓解膝关节疼痛、提升皮肤水分含量及缓解慢性疼痛。值得注意的是，HA的生物活性受其分子量（molecular weight，MW）显著影响，这一特性近年来受到广泛关注。

　　研究表明，肠道微生物群能够降解HA，并在人体肠道中鉴定出一类具有分解高分子量HA能力的特异性杆菌。已有研究报道的HA分子量范围介于1~500 kDa。然而，即便是具有相同化学组成的多糖，其生物活性和代谢归宿也可能截然不同。适宜分子量的多糖通常展现出良好的抗氧化活性，但具体分子量区间会因样品来源而异。尽管如此，目前对于肠道微生物如何降解HA寡糖（oligosaccharides of HA，o-HAs）以及o-HAs与微生物群之间的相互作用机制仍不清晰。

　　由于肠道菌群可在药物吸收前对其进行代谢，因而对药物的生物利用度具有重要影响。阐明肠道菌群在药物代谢中的作用，有助于解释其药代动力学特征的变化。肠道微生物群在维持肠道上皮稳态、预防肠道屏障受损等方面发挥关键作用，因而对宿主整体生理功能和健康状态具有深远影响。据此推测，o-HAs可能通过调节肠道微生态发挥其生物学效应。

　　自动化控制的模拟胃肠系统（SIMGI）通过模拟人类消化道环境，精确调控生理参数，是研究膳食成分对肠道微生物群及其代谢影响的重要工具。已有研究表明，该多阶段动态模型能够有效模拟升结肠（AC）、横结肠（TC）及降结肠（DC）中肠道微生物群的演化动态。SIMGI系统结合计算机控制模块与生理参数设置，能模拟益生元对肠道微生物群落的潜在有益调节作用。

　　因此，通过解析微生物群的响应特征，有助于揭示o-HAs的代谢归宿及其潜在的健康效应。在本研究中，作者利用模拟分批发酵系统，探究了o-HAs对厌氧肠道微生物群的调节作用。具体而言，研究在SIMGI系统中接种肠道菌群，评估o-HAs的降解与发酵过程。通过16S rDNA测序技术分析o-HAs对肠道菌群结构的影响，并结合气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术测定发酵过程中短链脂肪酸（SCFAs）的变化水平。SCFAs的产生被视为微生物活性的代谢指标，并可与微生物丰度相关联。进一步结合京都基因与基因组百科全书（KEGG）数据库，对o-HAs的潜在肠道代谢路径进行功能预测。

　　综上所述，本研究聚焦于相对低分子量（约1 kDa）o-HAs的益生元潜力及其在肠道菌群中的降解特性。相关结果为理解o-HAs的生物利用度及其在营养与药物开发中的应用前景奠定了理论基础。

　　HA的分子量决定了多糖的功能。为了生产o-HAs，作者发酵LHyal以水解高分子量HA。在108 h时测量细胞外LHyal活性（1.62 ± 0.06）×106 U/mL）（图2B），并使用Ni柱纯化LHyal。如前所述，HA被LHyal水解为HA2n（n=1~5）（图2A）。作为后续研究，通过HPLC-MS/MS分析了反应混合物，发现n=2~4（图2C）。

　　o-HAs对微生物群的影响Chao1和Faith的系统发育多样性指数是微生物群丰度的指标（图3A）。与HA组相比，DC中Con组在微生物多样性方面表现出显著差异。九游官网appSimpson和Shannon指数在Con和HA组之间显示出相似的趋势，其中微生物多样性增加然后减少，这可能是由于营养摄入后微生物多样性的下降。HA组在DC中的多样性低于Con组，这可能归因于o-HAs对有害细菌的抑制。非度量多维尺度（NMDS）显示Con组和HA组之间存在显著差异，表明o-HAs影响微生物多样性。

　　o-HAs对肠道微生物组成的影响门水平微生物群落分析显示，变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门是主要分类群（图4A）。4 种肠道微生物（即变形菌门、拟杆菌门、放线菌门和梭杆菌门）的相对丰度表现出显着变化。结果表明，HA和Con组在属水平上几个属的丰度存在显著差异。具体来说，双歧杆菌、Prevotellaceae_Prevotella、Dialister、Eubacterium和Sutterella在HA组中的丰度明显更高，而其他几个属的丰度，包括Catenibacterium、Oscillospira、Klebsiella和Citrobacter与Con组相比，显著降低。这些结果为HA对肠道微生物组组成的潜在影响提供了有价值的见解。

　　o-HAs对肠道微生物相互作用的影响通过鉴定在属水平上具有显着差异的微生物组，构建了一个共线网络（*P 0.05）。图5A显示HA干预后，与双歧杆菌、乳酸菌、Dialister、Micromonospora、Prevotellaceae_Prevotella、乳球菌、真杆菌、Strenotrophomonas、Ochrobactrum和柠檬酸杆菌的通用水平相关性显着增加是最普遍的相关细菌。然后使用LEfSe分析不同的微生物群落（图5B，*P 0.05）。通过对样本进行聚类以构建聚类树来研究不同样本之间的相似性（图5C）。此外，微生物群受到o-HAs（前20名）的显著调节（图5C）。线性判别分析（LDA）（图5D）可用于研究种群之间差异显著的微生物群落。

　　通过将微生物测序结果与KEGG通路数据库进行比较，确定了o-HAs微生物代谢的显著不同代谢途径和关键途径。如图7D所示，编码戊糖和葡萄糖醛酸相互转化的7 个基因的表达，包括D-阿拉伯糖醇4-脱氢酶[EC：1.1.1.1.11]和核糖醇2-脱氢酶[EC：1.1.1.56]，表达下调。编码耐药酶的6 个基因的表达下调，包括传感器组氨酸激酶PhoQ [EC：2.7.13.3]和传感器组氨酸激酶BasS [EC：2.7.13.3]（图7E）。CAMP是治疗对传统抗生素耐药的病原体的最有前途的选择之一。

　　高欣伟，江南大学生物工程学院2021级博士研究生，主要研究方向为不同分子量透明质酸的功能以及人工改造益生菌产透明质酸。

　　康振，教授/博士生导师，从事微生物合成生物学与代谢工程、酶工程研究，江苏省杰出青年基金获得者，糖化学与生物技术教育部重点实验室副主任。主要承担合成生物学、微生物学课程的讲授工作。近年在NatureCommunications、ACSCatalysis、GreenChemistry、MetabolicEngineering等主流杂志发表研究论文68 篇，他引1 000多次，出版专著（或教材）3 部；授权中国发明专利45 件，美国发明专利4 件；主持包括国家自然科学基金、国家重点研发课题、江苏省科技支撑等在内的省部级纵向与企业横向项目22 项；入选江苏省“六大人才高峰”、济南市“泉城学者”等人才计划，担任江苏省生物技术协会青年专家委员会副主任、中国生化制药协会糖类药物分会第一届专家委员会委员、BMCBiotechnology副编辑、EnzymeandMicrobialTechnology、FrontiersinBioengineeringandBiotechnology、BiotechnologyLetters杂志编委，中国微生物学学会会员。相关糖胺聚糖及其寡糖等多项微生物生产技术已经实现产业化，所构建枯草芽孢杆菌的食品级表达系统已经被国际知名的MoBiTecGmbH公司商业化。

　　为汇聚全球智慧共探产业变革方向，搭建跨学科、跨国界的协同创新平台，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心、国家市场监督管理总局技术创新中心（动物替代蛋白）、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，西南大学、 重庆市农业科学院、 重庆市农产品加工业技术创新联盟、重庆工商大学、 重庆三峡科技大学 、西华大学、成都大学、四川旅游学院、北京联合大学、 中国-匈牙利食品科学“一带一路”联合实验室（筹） 共同主办 的“ 第三届大食物观·未来食品科技创新国际研讨会 ”， 将于2026年4月25-26日 （4月24日全天报到） 在中国 重庆召开。

　　为系统提升我国食品营养与安全的科技创新策源能力，加速科技成果向现实生产力转化，推动食品产业向绿色化、智能化、高端化转型升级，由北京食品科学研究院、中国食品杂志社《食品科学》杂志（EI收录）、中国食品杂志社《Food Science and Human Wellness》杂志（SCI收录）、中国食品杂志社《Journal of Future Foods》杂志（ESCI收录）主办，合肥工业大学、安徽农业大学、安徽省食品行业协会、安徽大学、合肥大学、合肥师范学院、北京工商大学、中国科技大学附属第一医院临床营养科、安徽粮食工程职业学院、安徽省农科院农产品加工研究所、安徽科技学院、皖西学院、黄山学院、滁州学院、蚌埠学院共同主办的“第六届食品科学与人类健康国际研讨会”，将于 2026年8月15-16日（8月14日全天报到）在中国 安徽 合肥召开。

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