南京农业大学博士生第一作者在一区top期刊(IF=13.1)发表研究成果,让好菌赢、坏菌退!揭示抗致病菌定植新机制

近日，南京农业大学消化道微生物团队的苏勇教授与东部战区总医院冯啸波博士合作，在国际知名期刊《Redox Biology》上发表了一项重要研究成果，题为“Controlled release of coated antioxidants inhibits Citrobacter rodentium colonization in the colon of rats by reducing gut redox potential”。该研究揭示了一种通过包被缓释抗氧化剂精准调控大鼠结肠氧化还原电位、从而有效抑制柠檬酸杆菌（Citrobacter rodentium）定植的新策略。

肠道氧化还原电位是反映肠道微环境动态变化的关键指标，对塑造肠道菌群结构和维持宿主健康具有重要作用。研究团队此前已在《ISME Journal》（2024年）发表工作，发现果胶补充可通过降低肠道氧化还原电位，协同促进抗生素干预后肠道菌群的重建，由此提出靶向调控氧化还原电位可能是改善肠道健康的有效路径。在此基础上，本研究首次系统验证了利用包被技术实现抗氧化剂在结肠部位的可控释放，不仅显著降低了局部氧化还原电位，还重塑了肠道菌群组成，有效限制了好氧性致病菌的定植。

研究人员通过优化乙氧喹啉（Ethoxyquin, EQ）和阿魏酸（Ferulic acid, FA）的粒径与zeta电位，制备出具有结肠靶向释放特性的包被抗氧化剂。实验结果显示，包被EQ和包被FA均能高效降低结肠氧化还原电位，并显著缓解由柠檬酸杆菌感染引起的体重下降。同时，这两种包被抗氧化剂选择性富集了乳杆菌属（Lactobacillus）和嗜黏蛋白乳杆菌属（Limosilactobacillus）等有益菌群，其中包被FA的效果尤为突出。与未包被FA相比，包被FA在降低病原菌载量和改善宿主生理状态方面表现更为优异。

进一步机制研究表明，包被FA不仅能显著压低肠道氧化还原电位，还削弱了肠杆菌科细菌在肠道内的生态适应能力。具体而言，它通过抑制肠杆菌科生物膜的形成及其ABC转运系统的功能，促进了罗伊氏乳杆菌（Lactobacillus reuteri）的富集，并增强了肠道Muc2基因的表达，从而强化了黏液屏障功能。体外共培养实验进一步证实，在低氧化还原电位环境下，L. reuteri对柠檬酸杆菌的生长及其毒力基因（如tir和ler）的表达具有更强的抑制作用。这些发现共同强调了维持肠道氧化还原平衡在调控微生物-黏膜互作、抵御病原入侵中的核心地位。

这项工作不仅系统比较了包被与未包被抗氧化剂在调节肠道氧化还原状态及抑制病原定植方面的差异，更深入阐明了结肠靶向抗氧化干预如何通过重塑微环境来调控微生物定植的分子与生态机制。研究成果为开发以调控肠道氧化还原电位为核心的新型抗感染策略提供了坚实的理论依据，也为未来设计用于维护肠道健康的微环境调节剂开辟了新方向。

本论文第一完成单位为南京农业大学，动物科技学院博士生冯妮为第一作者，苏勇教授与冯啸波博士为共同通讯作者。东部战区总医院尤金炜、动科院硕士生傅长松及博士生王东方也参与了该项研究。