硒是一种支持抗氧化和免疫功能的必需微量元素，但其代谢如何受到宿主与肠道微生物群相互作用的调控仍不清楚。在日本进行的一项最新研究中，研究人员利用大鼠探究了肠道微生物群与宿主如何共同管理硒代谢。研究发现，肠道微生物群积极将硒转化为多种代谢物，影响硒的利用、解毒和排泄，而宿主的硒摄入量则影响细菌多样性。
硒(Se)是一种存在于日常饮食中的必需微量元素，如海鲜、肉类和全谷物。人体依赖它执行多种生物功能，从抗氧化酶的合成到免疫系统调节。然而，与其他营养素不同，硒的适宜摄入量范围相当狭窄。硒缺乏与免疫力下降有关，而过量摄入则可能增加2型糖尿病和心血管疾病的风险。这使得了解人体如何吸收、处理和消除硒显得尤为重要。
关于这一问题，肠道微生物群——即生活在我们消化道中的微生物群落——相对较少受到关注。科学家们多年来一直知道肠道微生物群可以以各种方式与硒相互作用，而宿主体内的硒水平也会影响肠道微生物群的整体组成。然而，这些观察结果很少被一起研究，导致我们对硒代谢如何受到宿主与肠道微生物群之间双向相互作用的影响理解不足。由于硒摄入建议是普遍适用的，而个体的肠道微生物组差异很大，当前的营养指南可能遗漏了重要信息。
在此背景下，由日本千叶大学园艺研究生院助理教授高桥和明(Kazuaki Takahashi)领导的研究团队，调查了硒代谢与肠道微生物群之间复杂的双向关系。该研究于2026年4月8日在线发布，并于2026年5月1日发表在《食品生物科学》(Food Bioscience)第79卷上，合著者包括千叶大学的山形桃香(Momoka Yamagata)和小椋康光(Yasumitsu Ogra)。
研究团队使用在三种不同条件下饲养的大鼠：缺硒、适量硒和过量硒。一些动物保留了正常的肠道微生物群，而另一些则接受抗生素以抑制肠道微生物群活性。然后，研究人员使用一种特殊的标记方法追踪硒代谢，使他们能够区分新施用的硒和体内已有的硒。利用这种方法，他们分析了尿液、粪便和血清中的含硒化合物，以及肠道微生物多样性和组成。
研究结果显示，硒摄入量显著重塑了肠道微生物群。与缺硒大鼠相比，接受过量硒的大鼠具有独特的微生物群落和增加的细菌多样性。研究人员还发现证据表明，肠道细菌会根据硒暴露调整其代谢活动，特别是与甲基化相关的途径，这是一种常参与解毒的化学过程。
其中一个最引人注目的发现涉及三甲基硒离子(TMSe)，这是一种在尿液中排泄的含硒化合物。与肠道微生物群被抗生素抑制的动物相比，肠道微生物群完整的大鼠在过量硒条件下产生的TMSe显著更多。研究团队还在肠道微生物群完整动物的粪便中观察到硒代蛋氨酸(selenomethionine)——一种含硒氨基酸——的产量增加。高桥博士表示："肠道微生物群向宿主提供了独特的硒代谢物，这些代谢物与原始饮食底物不同。"换句话说，肠道微生物似乎会代谢并产生它们自己的硒衍生物，从而改变这种营养素在体内的行为方式。
值得注意的是，研究团队还发现肠道微生物群影响了硒被整合到称为硒蛋白(selenoproteins)的重要生物分子中的效率。肠道微生物群被抑制的动物将硒整合到这些蛋白质中的效率更高，这表明微生物可能与宿主竞争硒，或将其转化为生物利用度较低的形式。同时，硒的微生物代谢可能通过促进形成和排泄毒性较低的化合物，帮助身体免受过量暴露的影响。
总之，这项研究的结果指向了一个更为复杂的营养图景，其中微量营养素代谢不仅取决于饮食，还取决于肠道微生物的活动。虽然这项工作是在大鼠身上进行的，但研究人员认为，这些结果最终可能有助于指导个性化营养和治疗的新方法。高桥博士总结道："针对肠道微生物群的干预措施提供了一种调节硒系统利用的方法。这项工作有望为设计更有效的营养摄入策略铺平道路。"
关于助理教授高桥和明：
高桥和明博士于2020年获得日本千叶大学药学研究生院博士学位。2020年至2022年在千叶大学担任JSPS研究员后，他成为园艺研究生院的助理教授。他的主要研究兴趣在于植物和动物中必需微量元素的代谢及其代谢物的生物活性。他已就这些主题发表了10多篇论文。
资金支持：
本工作部分得到JSPS KAKENHI Grant Nos. JP23K13901, JP24H00749和JP24K21304的支持。
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