昆明动物所牵头揭示肠道尿酸代谢重塑促进人群适应高原低氧环境
高原低氧环境对人类健康构成严峻挑战，适应这一极端环境伴随全身及器官特异的代谢变化。已有研究发现，骨骼肌、肝脏等器官的代谢在低氧暴露下会发生重塑，以有效应对低氧环境。然而，肠道这一重要代谢器官的重塑及其在低氧适应中的作用尚不明确。为解答上述问题，中国科学院昆明动物研究所（以下简称昆明动物所）研究员孔庆鹏团队联合云南大学研究员张志刚团队和陆军军医大学教授罗勇军团队，开展了一项系统性纵向研究，评估高原暴露对肠道代谢的时序性变化规律及重塑模式。
研究团队对46名健康男性进行了为期108天的跟踪分析，获得了他们从低海拔（重庆，243米）到高海拔（拉萨，3658米）再返回低海拔（重庆，243米）的7个时间点的粪便代谢组数据。结果显示，短期缺氧显著重塑了肠道代谢通路，尤其涉及嘌呤、嘧啶和氨基酸代谢。研究还发现，在短期适应过程中肠道尿酸水平显著降低，这一变化在长期居住于高海拔地区的汉族和藏族人群中得到了验证，提示低肠道尿酸水平可能有助于适应高原低氧环境。
进一步整合该队列的肠道宏基因组数据的分析表明，短期暴露人群肠道中的低尿酸水平与关键尿酸降解细菌（主要为毛螺菌科Lachnospiraceae）的丰度显著负相关。这些细菌在短期和长期低氧暴露中均表现出高丰度，提示肠道菌群可能通过调控尿酸代谢重塑促进宿主的高原适应。这一发现为低氧相关疾病的防治提供了新的研究思路，并为理解肠道微生物在极端环境适应机制的科学基础奠定了重要依据。
近日，以上研究成果以Rewiring of uric acid metabolism in the intestine promotes high-altitude hypoxia adaptation in humans为题，在线发表于Molecular Biology and Evolution。昆明动物所博士研究生苏倩、副研究员李玉春、云南大学博士研究生庄道华、陆军军医大学讲师刘鑫源为文章的共同第一作者。孔庆鹏、张志刚、罗勇军为文章的共同通讯作者。
本研究课题获得了第二次青藏高原综合科学考察研究、云南省应用基础研究计划重点项目、国家自然科学基金、云南省重大科学技术项目等项目的资助。
图.尿酸基因簇的系统发育景观（星号表示来自毛螺菌科细菌）