肠道健康的关键：新型氢化酶主导健康人体内氢代谢

摘要：一项发表于《自然-微生物学》的研究揭示，人体肠道中一种此前未被充分认识的B组[FeFe]-氢酶，是健康人群肠道内氢气（H₂）产生的主要驱动力。这一发现不仅改写了我们对肠道微生物能量代谢的认知，更揭示了其与克罗恩病等肠道疾病的潜在联系。

一项发表于《自然-微生物学》的研究揭示，人体肠道中一种此前未被充分认识的B组[FeFe]-氢酶，是健康人群肠道内氢气（H₂）产生的主要驱动力。这一发现不仅改写了我们对肠道微生物能量代谢的认知，更揭示了其与克罗恩病等肠道疾病的潜在联系。

通过对300份人类粪便宏基因组和78份宏转录组的分析，研究团队发现B组[FeFe]-氢酶编码基因在肠道微生物中分布极为广泛，平均每个微生物基因组中存在0.75个拷贝，其转录水平也显著高于其他类型的产氢酶。这类氢酶尤其富含于拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）等主要肠道菌群中。

研究人员对19株具有系统发育代表性的肠道细菌分离株进行培养和气体分析，证实绝大多数编码B组[FeFe]-氢酶的菌株在发酵条件下能产生大量H₂。转录组分析进一步表明，该氢酶基因在拟杆菌等主要产氢菌中高水平表达。通过异源表达和生化分析，研究证实这些酶能够结合典型的双铁活性中心并催化H₂的产生。

该研究阐明了B组[FeFe]-氢酶在细菌发酵代谢中的核心作用：它负责再氧化由丙酮酸：铁氧还蛋白氧化还原酶（PFOR）反应产生的还原型铁氧还蛋白，并通过释放H₂来处理多余的电子。更重要的是，团队发现这种氢酶的基因丰度在健康个体中显著较高，而在克罗恩病患者的肠道微生物组中，其比例显著下降，取而代之的是A1组[FeFe]-氢酶等其他产氢酶基因的富集。