李兰娟院士团队在《Microbiome》期刊发表粪菌移植双重优化策略提升肠道功能成熟的研究成果
近日，济南微生态生物医学省实验室李兰娟院士、姚铭飞副研究员团队针对粪菌移植（FMT）疗效高度依赖供体菌群质量且递送过程易失活的关键科学难题，依托无菌动物实验平台，利用微胶囊包被技术与益生菌（戊糖片球菌Li05）供体调节策略，结合多组学（宏基因组、转录组、代谢组）联合分析，开展了FMT增效机制的基础研究。该成果以“Improving fecal transplantation precision for enhanced maturation of intestinal function in germ-free mice through microencapsulation and probiotic intervention”为题在顶尖微生物学期刊《Microbiome》发表。
粪菌移植（FMT）作为调节肠道菌群的有效手段，在多种疾病治疗中展现出广阔前景 。然而，现有的FMT策略在临床应用中仍面临重大挑战：一方面，供体菌群的异质性导致疗效难以标准化，虽然“超级供体”的概念被提出，但如何精准调控供体微生物组仍是难题 ；另一方面，口服FMT作为最便捷的给药方式，其菌群在经过胃酸和胆盐环境时，活性会受到显著损伤 。这导致目前FMT的精准度和有效性受限，开发能保护菌群活性且经过优化的FMT制剂具有重要的临床价值。 该研究重点解析了一种全新的FMT优化策略。研究团队创新性地提出“双重优化”方案：首先使用益生菌——戊糖片球菌Li05（Li05）作为调节剂干预供体，重塑供体肠道微生态；其次，利用微胶囊技术对菌群进行包裹 。高通量筛选与体内实验发现，Li05干预虽然在初期改变了菌群稳定性，但最终在14天内促成了一个更复杂、细菌相互作用更紧密的生态网络 。微胶囊技术则如同为菌群穿上了一层“铠甲”，显著提高了细菌在模拟胃肠道环境中的存活率 。 机制研究进一步揭示，移植经过Li05调控且微胶囊化的菌群（eLF组），能显著促进无菌小鼠肠道上皮的发育与成熟，增强肠道屏障功能（如Tjp1, Cldn4表达上调） 。这种保护作用不单纯依赖于菌群网络的复杂性，而是与特定关键功能菌属的富集密切相关，包括 Parabacteroides、Parasutterella、Lachnoclostridium、Muribaculum 和 Desulfovibrio 。此外，该策略引发了宿主脂质代谢的显著重编程，特别是通过调控胆汁酸（BAs）及其衍生物的代谢谱系，来驱动肠道粘膜的修复与再生 。有趣的是，研究还发现Li05调节能“赋能”孢子体（Sporobiota），使其通过富集 Lachnoclostridium 获得促进上皮发育的功能 。 此外，该研究深入阐述了这一新治疗策略在体内产生有益效应的关键机制。通过“供体调节+靶向递送”的组合拳，不仅解决了FMT递送过程中的活性损失问题，更实现了从“寻找好供体”向“制造好供体”的思路转变。这一发现具有较大的临床意义，为设计更安全、高效的下一代微生态制剂提供了新方案，有望推动FMT向精准化、可控化方向发展 。 科研启发 本研究通过整合无菌动物模型、微胶囊工程技术与多组学分析，系统揭示了粪菌移植中供体菌群异质性及递送损失两大瓶颈的协同解决策略，完整阐释了“益生菌预调节供体微生态”与“微胶囊强化菌群递送”双管齐下的增效机制。该工作不仅深化了对菌群-宿主互作驱动肠道功能成熟的理解，更为突破现有FMT技术壁垒提供了关键实验证据与理论依据。研究首次提出从“寻找好供体”转向“制造好供体”的范式转换，并通过功能菌群定向富集与靶向递送相结合，实现了FMT疗效的可控化与标准化，为开发下一代智能化、精准化的微生态治疗制剂提供了全新的研究范式与理论框架。