PNAS：肠道里的“放射卫士”：南开大学刘杏忠等发现共生真菌为宿主撑起一副铠甲

记住过去经历需要神经活动模式的重新激活，然而这一过程是否以及如何在大规模脑网络中展开仍不清楚。

2026年8月25日，南开大学刘杏忠，肖惠文和中国医学科学院北京协和医学院崔明共同通讯在

PNAS

在线发表题为

“A gut symbiotic filamentous fungus reprograms host metabolism and the microbiota to confer radioprotection”

的研究论文。该研究开发了一种方法，从自然场景数据集中的试次级激活图谱构建动态大规模脑网络。作者在全脑、子系统和区域尺度上鉴定了稳健的网络水平项目特异性表征。

网络水平重新激活，特别是涉及高级视觉和背侧注意系统的连接，与条件水平识别表现相关，并预测了项目水平识别准确率。在生物学上，区域网络表征模式与神经调节受体分布和线粒体生物能梯度一致。此外，网络水平表征与基于局部激活的表征相关联，并介导了它们与识别准确率之间的关系。尽管如此，这两种表征形式表现出不同的空间地形学特征，对识别有独立贡献，并锚定于不同的神经生物学架构中。总之，这些发现揭示了一种先前未被认识的、支持识别记忆的网络水平表征机制，完善了当前关于人脑中分布式信息编码的模型。

肠道微生物组是一个由细菌、真菌、古菌、病毒和原生动物组成的复杂生态系统，在维持宿主稳态和调控关键生理过程（包括

营养

代谢、

免疫

功能和行为）中发挥核心作用。虽然共生细菌一直是肠道微生物组研究的主要焦点，占微生物群落的90%以上，每个个体包含约10¹³个细菌细胞，涉及100至500个物种，但真菌尽管在肠道微生物组中仅占0.01%至0.1%的丰度，却具有独特的免疫调节和代谢特性，强调了它们对肠道稳态的关键贡献。

人类真菌群在出生时建立并在一生中演变，通常每个健康个体携带约180种真菌物种。包括培养肠道真菌（CGF）方法在内的近期进展，已将已知的肠道真菌群扩展到跨越48个科和206个物种的760个真菌基因组，其中包括69个新认识的分类单元。尽管这一目录不断增长，但大多数研究集中在酵母型真菌如酵母菌、念珠菌和马拉色菌上，这些真菌在肠道黏膜中占主导地位。相比之下，曲霉和枝孢霉等丝状真菌传统上被认为是短暂的，主要通过饮食引入。然而，新出现的证据对这一观点提出了挑战：枝孢霉——一种枝孢霉属物种——栖息在肠道隐窝生态位中，并合成腺苷5′-单磷酸以减轻肠道炎症。臭味镰刀菌已被鉴定为一种共生的丝状肠道真菌，通过次级代谢产物–CerS6–神经酰胺轴改善代谢

功能障碍

相关脂肪性肝炎（

MASH

）。此类发现表明，丝状真菌可以建立稳定的定植并产生有意义的生理效应。与酵母菌相比，丝状真菌表现出独特的形态和代谢特征，包括形态可塑性、生态位特异性

营养

同化和免疫逃逸策略，这些可能使它们能够与宿主进行不同的相互作用。

图1.总状芽孢杆菌和罗伊氏乳杆菌之间的代谢串扰驱动蛋氨酸合成用于辐射防护（摘自

PNAS

）

真菌和细菌经常共存于黏膜表面，在那里它们通过物理接触或分泌的代谢物直接相互作用，并通过调节宿主免疫应答间接相互作用。跨域相互作用日益被确认为肠道稳态所必需的，涵盖竞争、共栖和功能冗余。然而，真菌与细菌之间赋予宿主益处的协同相互作用仍未被充分表征。

辐射诱导的肠道损伤为探究肠道微生物功能提供了一个稳健的模型，因为它严重破坏黏膜完整性和微生物稳态。该模型在鉴定维持肠道平衡的有益肠道细菌及其代谢物方面发挥了重要作用。在探索真菌对辐射防护的贡献时，作者将总状毛霉——一种丝状肠道真菌——鉴定为一种能够减轻辐射诱导毒性的关键共生菌。使用辐射诱导的菌群失调模型，作者证明了总状毛霉通过直接调节氨基酸代谢以及通过调节细菌丰度和代谢活动来促进辐射防护。作者进一步在小鼠辐射损伤模型中评估了其安全性和治疗效果。总之，作者的发现将总状毛霉确立为一种具有治疗潜力的共生丝状肠道真菌，其作用是通过直接代谢功能和与肠道细菌的协同相互作用相结合来实现的。

参考消息：https://doi.org/10.1073/pnas.2608386123