青年报·青春上海记者 刘晶晶 

人体肠道内栖息着数万亿微生物，它们不仅协助消化食物，更在免疫系统塑造中扮演关键角色。这些微生物通过释放各类分子与宿主“对话”，调控免疫细胞的生长与功能。为维持肠道微生态平衡，人体配备了黏液层、抗菌蛋白、抗体和补体系统等多重防御工具，以管控菌群活动并抵御有害病原体。但一个核心谜题始终未解：在如此复杂的微生物群落中，宿主能否在“茫茫菌海”中选择性识别并管理特定细菌？

2025年5月14日，在《自然》期刊发表的一项研究中，中国科学院上海营养与健康研究所钱友存研究组，联合中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究组成功破解了这一难题，揭示了一种宿主与肠道菌群互作的新机制。

回答了科研界的一个难题

现代人对乳酸菌等益生菌并不陌生，但实际上，它们只是肠道中庞大微生物群的一小部分。这些微生物除了辅助食物消化和营养吸收外，还通过释放代谢产物与机体免疫系统“对话”。而机体则通过肠道上皮这道细胞构成的“长城”部署黏液屏障盾牌、抗菌蛋白武器等“防御系统”，与菌群协同维持生态平衡，使它们在各自的“领地”中稳定生存。

据悉，目前，科学家已将共生菌划分为十多个门类、一千多种。但肠道是否能精准识别这些细菌并“因材施教”呢？在科研界，这一直是一个难题。

钱友存团队与宋昕阳团队此次合作的科研成果揭晓了答案。研究团队采用先进的蛋白质组学技术，对比无菌小鼠与普通小鼠的肠道黏膜样本，他们发现普通小鼠肠道上皮细胞会分泌一种“智能识别器”——APOL9蛋白，在人类中对应APOL2。这种蛋白能够精准识别一类拟杆菌目细菌，机制就如同“扫描仪读取条形码”一般，专门识别其细胞膜上的特殊脂质“标记”。这一研究首次证实，宿主能通过细菌特征性脂质标记，实现选择性“身份识别”。

进一步的机制研究还有更令人惊奇的结果，科学家们发现，APOL9并不直接杀菌，而是促使细菌释放大量纳米级“信息胶囊”，即外膜囊泡（OMVs），作为与机体沟通的信使。树突状细胞捕获外膜囊泡后激活免疫反应，增强“警报系统”即肠道上皮细胞表面MHC-II分子的表达，推动一类特殊免疫细胞的发育，从而显著提升肠道对有害菌的防御能力。

有望催生一系列创新疗法

这一发现刷新了人们对肠道菌群管理的传统认知，机体不仅能通过广谱抗菌机制维持平衡，还具备“定点沟通”的能力——APOL9如同一位训练有素的“细菌外交官”，与特定细菌建立精细化合作，助力维持肠道免疫稳态。

人类的肠道，每天都在上演一场涉及10万亿微生物的“权力游戏”。而这项研究，让我们得以一探机体在这场微生态博弈中的智慧与策略——

这项突破性研究首次阐明，宿主蛋白可通过识别细菌脂质标志物，触发有益的免疫反应；同时揭示了一种主动塑造菌群的新范式：宿主并非被动容忍微生物，而是可以通过主动的分子“对话”实现肠道微生态的动态平衡。

对此，北京大学基础医学院姜长涛教授认为，该研究颠覆了传统抗菌蛋白直接杀菌的认知范式，为肠道感染、炎症性肠病等疾病的治疗提供了新思路。清华大学基础医学院胡小玉教授也表示，该研究为未来针对肠道微生物组失衡相关疾病的精确干预提供了新思路和潜在靶点。

论文通讯作者、中国科学院上海营养与健康研究所钱友存研究员表示：“APOL9与Cer1P的特异性结合，提示宿主与微生物在长期共进化中形成了高度适配的分子‘对话语言’。未来，我们计划进一步探索人类APOL2蛋白的功能，以及如何通过调控这一通路增强肠道免疫屏障。”

这项研究或有望催生一系列创新疗法，例如设计诱导特定细菌释放OMVs的药物，或是开发携带特殊“脂质标签”的智能益生菌。或许在未来，调节菌群将如同钢琴调音一般精细可控。

11年潜心钻研出成果

记者了解到，这项科研成果的产生，凝聚了科研团队长达11年潜心钻研的智慧和努力，也是中国科学院上海营养与健康研究所所布局的“揭榜挂帅”重大科技任务助推产出的重要成果。

中国科学院上海营养与健康研究所所长、党委副书记汪思佳介绍说，作为中国科学院布局在人口健康领域的重要科技力量，营养与健康所围绕国家重大需求，自主部署了9个“揭榜挂帅”的重大科技任务。通过优化资源配置，充分授权首席科学家等举措，鼓励科学家走出舒适圈，勇闯无人区，有效促进了重大成果产出。

钱友存正是其中一个“揭榜挂帅”团队的首席科学家。他的团队聚集了4个年轻研究员（PI），研究的想法最初萌芽于2014年，研究人员瞄准领域前沿困扰科学家多年的难题，大胆设想，小心求证，一路爬坡过坎，才有今天的产出。

“通过揭榜挂帅的机制，更好地加强科研人员的凝聚力，大家共同向一个方向努力，去解决重大的科学问题，同时也让年轻人更好地成长。”汪思佳表示。这样的研究也让更多岳阳路320号“大院”里的科研人员得以联合攻关，协同创新，营造出了良好的创新学术生态，也吸引了大量年轻科学家的回归和加入。

中国科学院分子细胞科学卓越创新中心宋昕阳研究员正是从“大院”里走出来的科研人员，在这里拿到博士学位后，到美国哈佛医学院读完博士后，回国工作时只面试了一家研究所，也正是他如今任职的分子细胞科学卓越创新中心。“因为我知道这里的人是最棒的，我能找到各个领域的科学家跟我来合作。这里的科研平台也是全国领先的，我不需要再去看其他的，就光这两点的话已经足够吸引我回国了。所以我的选择非常简单，也很快做了决定。”

记者了解到，这样的科研“协同作战”今后也将继续，“揭榜挂帅2.0”版本或许很快就将面世。

青年报·青春上海记者 刘晶晶

编辑：张红叶

来源：青春上海News—24小时青年报