為了在雜食者體內(nèi)明確γBB是否可以由口服l-Carnitine轉(zhuǎn)變而來，并觀察腸道菌群在此反應(yīng)中的潛在作用。 雜食者(●)→口服d3-L-Carnitine→血漿d3-L-Carnitine↑→d3-γBB↑、d3-TMAO↑。素食者(○) →一周口服抗生素→口服d3-L-Carnitine→血漿d3-γBB、d3-TMAO均被抑制。(●)與(○)結(jié)果相反， (○)血中d9-TMAO被抑制。(○)體內(nèi)d9-L-carnitine來自d9-γBB，未被抗生素所抑制。血漿d9-γBB濃度在2h達(dá)高峰，在8h時(shí)明顯下降。血中d9-L-carnitine濃度在2~8h期間相對(duì)穩(wěn)定。血中d9-γBB濃度在使用/不使用抗菌素的情況中無差異。雜食者糞便細(xì)菌具有更強(qiáng)的酶容量以d3-l-carnitine →TMA。素食者與雜食者的糞便細(xì)菌對(duì)l-carnitine→γBB無差異。雜食者比素食者，口服l-carnitine→TMA/TMAO明顯增多，歸因于雜食者腸道菌群可更多地將γBB→TMA。該研究表明腸道菌群代謝l-carnitine→γBB，在雜食者和素食者之間是一樣的，而雜食者具有更高的γBB→TMA轉(zhuǎn)化效率 。

飲食中的左旋肉堿以腸道微生物群依賴的方式在人類體內(nèi)產(chǎn)生γBB

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，雜食者可快產(chǎn)生d3-TMAO，而素食者合成d3-TMAO能力低。1個(gè)月后， 雜食者和素食者均同等產(chǎn)生d3-TMAO。2個(gè)月后，d3-L-carnitine→d3-TMAO在雜食者中無繼續(xù)增加，而在素食者中繼續(xù)增加。7個(gè)素食者個(gè)體中，有3個(gè)人d3-L-carnitine→d3-TMAO增高，而另外4個(gè)人中口服d3-L-carnitine 不產(chǎn)生d3-TMAO。長期補(bǔ)充l-carnitine后，雜食者糞便樣本對(duì)d9-l-carnitine→d9-TMA 和d9-γBB→d9-TMA 生成均強(qiáng)于素食者。L-carnitine→γBB在糞便轉(zhuǎn)化中無差異，但是雜食者糞便轉(zhuǎn)化中γBB→TMA增強(qiáng)，而素食者無增強(qiáng)。發(fā)現(xiàn)只有SP2和SP5共同存在下才具有最大TMA生成力。進(jìn)一步對(duì)SP2和SP5進(jìn)行單克隆分離，發(fā)現(xiàn)SP5-56或SP5-62與SP2-71產(chǎn)生最多TMA。以上結(jié)果驗(yàn)證了該課題組的假設(shè)：至少2個(gè)不同的有機(jī)體才能在厭氧分解代謝中將L-carnitine→TMA。16S-rRNA鑒定SP5-56和SP5-62均為遲緩埃格特菌。而SP2-71為4個(gè)菌株，其中一株為最近新命名的E. timonensis菌，它可在無氧下產(chǎn)生TMA，提示L-carnitine代謝存在一條新的代謝途徑，區(qū)別于CntA/B加氧酶。

口服L-carnitine，雜食者比素食者，產(chǎn)生更多TMAO，因?yàn)槟c道菌群對(duì)“γBB→TMA”的轉(zhuǎn)化率更高

接下來，研究者發(fā)現(xiàn)3種菌均在消耗L-carnitine 同時(shí)生成γBB，但不生成TMA。3種菌任一與E. timonensis(SP2-71.3)結(jié)合，可消耗L-carnitine并在厭氧下生成TMA和消耗γBB。人類利用L-carnitine需要產(chǎn)生γBB中間體才能生成TMA。為評(píng)估以上體外實(shí)驗(yàn)是否能代表人體內(nèi)腸道的情況，對(duì)所有的雜食者糞便進(jìn)行了研究。所有受試者均在12h內(nèi)將L-carnitine→ γBB，而32h，并非所有受試者都能將γBB轉(zhuǎn)為TMA。而且 γBB形式進(jìn)行了定量，TMA的生成與γBB的消耗相一致。因此，代謝遵循前體物→產(chǎn)物的關(guān)系，并且與L-carnitine→ γBB→TMA完全一致，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)類似于P. penneri和E. timonensis觀察的L-carnitine分解代謝動(dòng)力學(xué)。

多種微生物參與了由L-carnitine →TMA的腸道微生物過程

綜上所述，在此，該研究團(tuán)隊(duì)探討腸道微生物群在人類γBB生成中的作用，以及先前飲食史和口服L-carnitine對(duì)受試者γBB生成和分解代謝TMA/TMAO的影響。最后，該研究團(tuán)隊(duì)還鑒定了參與通過γBB的生成和分解代謝將L-carnitine轉(zhuǎn)化為TMA的人類糞便微生物群落成員。該研究設(shè)計(jì)十分巧妙，結(jié)合了臨床實(shí)驗(yàn)研究和基礎(chǔ)研究。該研究團(tuán)隊(duì)有豐富的研究基礎(chǔ)，TMAO對(duì)心血管疾病的致病作用也首先在克利夫蘭市醫(yī)院被發(fā)現(xiàn)，同時(shí)具有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)。（生物谷Bioon.com）

原始出處：
1、Koeth, Robert A et al. “l(fā)-Carnitine in omnivorous diets induces an atherogenic gut microbial pathway in humans.” The Journal of clinical investigation vol. 129,1 (2019): 373-387. doi:10.1172/JCI94601；
2、Piccioni, Andrea et al. “Gut Microbiota and Environment in Coronary Artery Disease.” International journal of environmental research and public health vol. 18,8 4242. 16 Apr. 2021, doi:10.3390/ijerph18084242；
3、Cristofori, Fernanda et al. “Anti-Inflammatory and Immunomodulatory Effects of Probiotics in Gut Inflammation: A Door to the Body.” Frontiers in immunology vol. 12 578386. 26 Feb. 2021, doi:10.3389/fimmu.2021.578386