Nature子刊：仁济医院杨朝勇等通过荧光标记肠道菌群，提高粪便菌群移植治疗可行性

在过去的十年中，我们对 肠道微生物群 的多种生理和病理功能的理解有了很大的飞跃。 粪便微生物群移植 （FMT） 作为多种疾病的潜在疗法，包括艰难梭菌感染、炎症性肠病、肠易激综合征等等，这进一步促进了人们对肠道微生物群研究的兴趣。

目前，全世界已经完成或正在进行200多项 粪便微生物群移植 （FMT） 临床试验，但是，我们对移植细菌如何存活、定殖和功能仍然知之甚少。 一个很重要的原因是缺乏可行的方法来跟踪移植的微生物并评估其生存能力。 尽管可以通过宏基因组测序和生物信息学分析纵向研究移植的微生物群的存活和定殖，但是这些程序复杂且昂贵。

因此 亟需一个简单有效的方法来标记和跟踪这些移植的肠道微生物群 。

2019年3月21日，上海交通大学医学院附属 仁济医院 杨朝勇 团队和 北京大学 陈兴 合作， 开发了基于荧光D-氨基酸（FDAA）的探针标记肠道微生物群，用于荧光跟踪和评估粪便移植微生物群的存活率。

这项研究 通过荧光标记来实现移植的肠道微生 物群的活力和代谢的 可视化 ，对于促进 粪便微生物群移植 （FMT） 的研究， 和提高其临床治疗的功效有重要的促进作用 。

这项研究以 Assessing the viability of transplanted gut microbiota by sequential tagging with D-amino acid-based metabolic probes 为题发表在最新一期的 Nature Communications 杂志上。

通讯作者： 杨朝勇 （上海交通大学医学院附属仁济医院分子医学研究院） 、 陈兴 （北大-清华生命科学联合中心）

肽聚糖 （peptidoglycans，PGN） 在大都数细菌中普遍存在，已有研究表明， 荧光D-氨基酸 （FDAA） 可用于 细菌肽聚糖（PGN）的代谢 标记，而且FDAA可以高效标记细菌且没有其他影响。

FDAA仅在活细菌中通过代谢 掺入细菌PGN中，从而标记细菌。在该研究中，研究人员首先用一种颜色的FDAA （绿色） 标记供体小鼠的肠道微生物群。然后取出这些被标记的微生物群，再移植到受体小鼠肠道内。

移植6小时后，再通过另外一种颜色 （红色） 标记移植后小鼠的肠道微生物群，这样，只有移植后存活且有活性的微生物群含有两种FDAA荧光标记，可以通过双色荧光显微镜或流式细胞仪很容易地检测。

被两种荧光标记的移植肠道微生物

双色荧光标记移植肠道微生物群

目前，全世界有超过200个 粪便微生物群移植 （FMT） 临床试验。然而，我们对这种微生物疗法的了解仍然有限。

这项研究开发了一种新的策略，使用基于D-氨基酸的代谢探针 （STAMP） 的顺序标记肠道微生物群，通过可视化的荧光将移植的微生物群和受体原生的微生物群有效区分开，从而有效 监测 移植微生物群的存活和代谢活动，进而评估其生存能力。

研究人员还使用 STAMP荧光探针 揭示了肠道微生物的分裂模式，显示了STAMP用于研究体内微生物学的潜力。

该研究进一步展示了STAMP在研究小鼠和人类粪便微生物的可行性，表明这将会是 一种有用的策略，用于研究肠道微生物群，破译 粪便微生物群移植的复 杂生物学行为，并可能提高其治疗患者的疗效。

参考内容：

https://www.nature.com/articles/s41467-019-09267-x#auth-7