Ahr-KO小鼠证实肠道菌群色氨酸代谢经AhR抑制细胞焦亡
肠道上皮屏障把宿主与肠腔内的病原体、食物抗原和毒素隔开，屏障一旦受损，促炎因子持续渗入肠黏膜，可引发级联炎症反应，并与炎症性肠病等疾病密切相关。粪菌移植（fecal microbiota transplantation, FMT）通过重塑肠道菌群，已在多种肠道疾病中显示治疗价值。然而 FMT 在不同肠道疾病中的作用机制仍不完全清楚，其在供体筛选、菌群复杂性、感染风险与临床应答一致性等方面也存在明显限制。因此，找出介导 FMT 效应的关键菌与代谢物、以之替代传统 FMT，成为值得回答的问题。
2026年3月31日，河南农业大学动物科技学院史莹华团队在 Microbiome 在线发表题为"Tryptophan metabolism mediated by the gut microbiota inhibits pyroptosis via the AhR signaling pathway to maintain intestinal epithelial homeostasis"的研究论文。此研究表明，FMT 通过提高罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）丰度与结肠色氨酸代谢物水平，经芳烃受体（aryl hydrocarbon receptor, AhR）/NLRP3 轴抑制细胞焦亡，从而保护肠道上皮屏障。
粪菌移植减轻脂多糖诱导的结肠损伤，伴随焦亡水平下降
研究团队以断奶仔猪为模型，隔日经口灌服粪菌悬液，并在取样前4 小时腹腔注射脂多糖（lipopolysaccharide, LPS，100 μg/kg 体重）诱导结肠损伤。LPS 组结肠上皮黏膜出现明显损伤，组织学炎症评分升高，细胞增殖与杯状细胞数量下降，屏障蛋白 ZO-1 水平降低，血清二胺氧化酶（DAO）这一屏障损伤标志物升高。FMT 处理较为显著地缓解了上述改变，并提高了 ZO-1 与 Occludin 的蛋白水平。进一步检测焦亡通路发现，LPS 组结肠组织中 NLRP3、ASC、Cleaved-Caspase-1、GSDMD-N、Cleaved-IL-1β 与 Cleaved-IL-18 水平升高，而 FMT 逆转了这一升高趋势。
菌群重编程把线索指向罗伊氏乳杆菌与色氨酸代谢
16S rRNA 测序显示三组间 β 多样性差异明显，FMT 组结肠菌群与对照组、LPS 组分离；LEfSe 分析中，LPS 组的标志菌以病原类的 Gammaproteobacteria 为主，FMT 组则富集乳杆菌属，尤其是罗伊氏乳杆菌，RT-qPCR 在结肠内容物与结肠黏膜两处均验证了其丰度上升。非靶向代谢组的 KEGG 富集与拓扑分析提示色氨酸代谢通路在 FMT 后上调；靶向定量进一步显示，AhR 配体吲哚-3-乳酸（ILA）、吲哚-3-甲醛（IAld）与吲哚-3-乙酸（IAA）在结肠内容物中水平升高，其中 IAA 的变化倍数最高（log2(FC) = 1.7604）。体外发酵试验证实，罗伊氏乳杆菌可由色氨酸合成上述三种代谢物。分子对接结果表明，三者与猪源 AhR 蛋白的结合能介于 −4.2847 至 −4.8516 kcal/mol 之间，以 ILA 结合最强。与之一致，FMT 提高了结肠组织中 Nucleus-AhR 与 AhR 靶基因 CYP1A1 的水平。
在细胞与类器官中，色氨酸代谢物与罗伊氏乳杆菌经AhR 抑制焦亡
研究团队用Caco-2 单层细胞与仔猪结肠类器官作为模型，以 LPS 联合 ATP 诱导焦亡。0.5 mmol/L 的色氨酸代谢物混合物（Trp-M，由 ILA、IAld、IAA 等比例配制）与 AhR 激动剂 FICZ 处理后，Nucleus-AhR 与 CYP1A1 水平升高，培养上清中 IL-1β、IL-18 与乳酸脱氢酶（LDH）下降，焦亡通路各蛋白水平降低，ZO-1 与 Occludin 则回升；加入 AhR 抑制剂 CH-223191 后，Trp-M 的上述作用明显减弱。将罗伊氏乳杆菌经 0.4 μm transwell 与 Caco-2 细胞共培养，或作用于结肠类器官，可得到与 Trp-M 相似的结果。值得注意的是，LPS 联合 ATP 处理本身并未改变 AhR 蛋白水平。
Ahr-KO 小鼠中保护作用不再出现
在C57BL/6 小鼠中，隔日灌服色氨酸代谢物或罗伊氏乳杆菌可缓解 LPS 诱导的结肠黏膜损伤，降低血清 DAO 与焦亡相关蛋白水平，并提高 ZO-1 与 Occludin 水平。而在 Ahr-KO 小鼠中，同样的补充方案未能缓解结肠黏膜损伤，血清 DAO 未见明显下降，焦亡相关蛋白与屏障蛋白水平相比 LPS 组均无明显变化。
综上所述，此研究提示FMT 通过重塑肠道菌群、提高罗伊氏乳杆菌丰度与色氨酸吲哚类代谢物水平，激活 AhR 并抑制 NLRP3 转录，进而压低细胞焦亡水平、保护肠道上皮屏障，AhR 是这一效应中的核心节点之一；ILA、IAld 与 IAA 则有作为肠道稳态潜在标志物的价值，为以功能菌与代谢物替代传统 FMT 提供了新思路。作者也指出，类器官体系尚未纳入免疫细胞，猪源菌株在小鼠中的定植与物种间 AhR 配体敏感性差异仍待进一步验证。
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