在儿童心衰领域迫切需要开发更敏感的生物标志物和有效的心室重构预防方法的背景下，上海交通大学医学院何晓敏、张浩及郑景浩共同通讯在国际权威期刊《Science Advances》上在线发表了题为“Targeting gut microbiota–derived kynurenine to predict and protect the remodeling of the pressure-overloaded young heart”的研究论文^[1]，第*一作者为石博中博士。该论文提出犬尿氨酸（Kyn）有望成为检测和防止负荷过大的年轻心脏（poLV）重构的重要指标，并通过临床队列和集萃药康无菌鼠模型证明了肠道微生物群与血浆中Kyn浓度增高之间存在关系，为儿童群体中干预肠道菌群预防心室重构提供了有效证据。

图2 房/室间隔缺损者与左室流出道梗阻患者血浆代谢组学结果图

体外（图3A）和体内（图3B）实验结合单核RNA测序（snRNA-seq）结果（图3C）表明Kyn通过激活芳烃受体（AHR）的易位途经（图3D ）来上调心肌细胞肥大和间质纤维化相关基因，从而加重poLV的肥大和纤维化。

图3  Kyn促进poLV的肥大和纤维化相关机制

Kyn和色氨酸代谢都与肠道微生物群密切相关^[4]，因此研究人员首先通过16S RNA测序确定4周龄小鼠主动脉收缩模型（nAAC）的肠道发生微生态失调。其中降解色氨酸产生Kyn的关键酶IDO/TDO比率的mRNA在nAAC结肠中的表达较高（图4A），这提示研究者nAAC肠道中Kyn可能会更多表达。

研究者随后通过粪菌移植技术将nAAC小鼠的粪菌移植到无菌鼠体内（图4B），验证了nAAC肠道菌群与血浆Kyn水平之间的相关性（图4C），并通过检测验证了双歧杆菌、乳酸杆菌及肠球菌三个菌对血浆中Kyn水平的控制作用（图4D），这说明或许可以通过重塑肠道菌群保护心脏，抑制poLV重塑，这对防止压力负荷过大的年轻心脏重构具有重要意义。

图4 肠道菌群对血浆中Kyn浓度的上调作用及益生菌的干预作用

以粪菌移植（Fecal microbiota transplantation，FMT）为基础的微生物组疗法REBYOTA（RBX2660）和活菌生物药SER-109（VOWST）已在美国获批上市，这意味着利用活菌药/粪菌移植治疗疾病的这个全新模式获得了全球顶*级药监机构的认可，且拥有广泛的发展前景。

近年来，随着对共生微生物研究的逐步深入，特别是肠道菌群相关研究在科研和产业界的高速发展，对无菌鼠模型的需求日益增加。集萃药康打造“无菌鼠及菌群研究服务平台”，整合了动物模型和微生物技术，拥有国内领先的无菌鼠规模化生产、无菌实验、微生物培养和分析技术，可承接菌群与代谢、菌群与炎症、抗肿瘤药与菌株联合评价、基因与菌群互作、疾病造模等类型项目，实现菌株进、数据出的一站式服务。

[1] Shi B, Zhang X, Song Z, Dai Z, Luo K, Chen B, Zhou Z, Cui Y, Feng B, Zhu Z, Zheng J, Zhang H, He X. Targeting gut microbiota-derived kynurenine to predict and protect the remodeling of the pressure-overloaded young heart. Sci Adv. 2023 Jul 14;9(28):eadg7417.

[2 ]G. H. Kim, N. Uriel, D. Burkhoff, Reverse remodelling and myocardial recovery in heart failure. Nat. Rev. Cardiol. 15, 83–96 (2018).

[3] J. A. Hill, E. N. Olson, Cardiac plasticity. N. Engl. J. Med. 358, 1370–1380 (2008).

[4] T. Zelante, R. G. Iannitti, C. Cunha, A. De Luca, G. Giovannini, G. Pieraccini, R. Zecchi, C. D'Angelo, C. Massi-Benedetti, F. Fallarino, A. Carvalho, P. Puccetti, L. Romani, Tryptophan catabolites from microbiota engage aryl hydrocarbon receptor and balance mucosal reactivity via interleukin-22. Immunity 39, 372–385 (2013).