高度精制小麦产品的出现减少了膳食纤维的摄入，而纤维摄入的减少与炎症性肠病（IBD）风险增加相关。作者发现，在小鼠饮食中添加小麦纤维（Wheat fiber ，WF）能够保护小鼠免受结肠炎的侵害，尤其是与低纤维饮食相比，这一保护作用通过临床、组织病理学、形态学和免疫学参数得到了证实。WF对结肠炎的保护作用独立于短链脂肪酸（SCFAs），但与肠道菌群多样性的维持相关，包括维持单形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron, B. theta）的水平，而该菌对WF的结肠炎保护作用是必要且充分的。单形拟杆菌（B. theta）在无菌小鼠体内的存在可诱导WF相关的粪便代谢物，这些代谢物能将巨噬细胞重编程为M2样表型。在体外通过WF诱导的代谢物对巨噬细胞进行代谢和表型重编程后，将其移植到小鼠体内，能够重现WF对结肠炎的保护作用。因此，WF的微生物群介导代谢促进了具有抗炎特性的巨噬细胞生成，从而降低了肠道炎症的易感性，这揭示了WF摄入可能抑制IBD发展的潜在机制。
1、 小麦纤维（WF）独立于SCFA保护小鼠免受DSS结肠炎的侵害
在DSS处理后，WF的益处表现得更为明显——摄入WF饮食的小鼠不仅与摄入LF CDD的小鼠相比，而且与摄入GBC的小鼠相比，都表现出更轻微的结肠炎症状（图1，A至D）。WF喂养的小鼠在DSS诱导的促炎细胞因子表达方面表现出特别显著的降低（图1D），这提示WF可能具有免疫调节特性，能够保护机体免受肠道炎症的侵害，该保护作用不依赖于短链脂肪酸、IL-22或FXR。
图1. WF保护小鼠免受DSS诱导的结肠炎。
2、WF维持肠道菌群多样性，包括单形拟杆菌（B. theta），后者介导了对结肠炎的保护作用。
作者接下来研究了WF对结肠炎的预防作用是否由肠道菌群介导。与以往研究结果一致，将小鼠从GBC饮食转换为LF饮食后，粪便微生物组发生了显著变化，包括细菌密度和α多样性的降低，以及整体分类组成的改变（图2A）。WF不影响细菌密度，但仍对其多样性和组成产生了明显影响（图2，B至E）。WF饮食富集导致了特定类群的保留，如B. theta，以及特定类群的进一步增加，如Akkermansia muciniphila（A. muc），后者在LF饮食中已被富集（图2E）。已知B. theta和A. muc都能利用复杂碳水化合物，且有报道称它们能够缓解GBC喂养小鼠的DSS结肠炎，提示WF对这两种菌的富集可能有助于其发挥保护作用。
进一步的宏基因组功能预测分析显示，WF饮食增强了菌群中降解植物多糖（如木聚糖）的糖苷水解酶的丰度，提示其可能改变了菌群的代谢功能。为验证菌群的作用，研究使用了无菌小鼠。当小鼠体内只定植了八种细菌的简化菌群时，WF饮食失去了保护作用。然而，若在简化菌群中加入拟杆菌，保护功能便得以恢复。这强有力地证明，特定细菌是WF饮食发挥益处所必需的。
图2. WF诱导的肠道菌群多样性对结肠炎保护是必需的，而单形拟杆菌（B. thetaiotaomicron）足以介导该保护作用。
3、WF对结肠炎的保护作用与肠道巨噬细胞的改变相关。
为了更深入地理解WF如何保护小鼠免受结肠炎的侵害，作者使用流式细胞术分析肠道固有免疫细胞，后者是肠道炎症的关键介导者。作者首先评估了WF对常规小鼠和ASF小鼠结肠免疫细胞组成的影响（图3A）。在常规小鼠中，WF喂养降低了多种"促炎"白细胞的相对和绝对丰度，包括M1样巨噬细胞、炎性单核细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞，使其达到与GBC喂养小鼠相似的水平。此外，WF增加了抗炎细胞的丰度，包括CD103⁺CD11b⁻树突状细胞（DCs）和M2样巨噬细胞，而总DCs水平没有变化。因此，WF降低了M1/M2巨噬细胞比值，该比值被认为能广泛反映炎症状态。在ASF小鼠中未观察到WF诱导的这些固有免疫细胞变化，提示这些变化可能有助于预防结肠炎。
然而，这种免疫重塑在简化菌群小鼠中并未发生，直到加入了拟杆菌后才重现。这表明，巨噬细胞表型的改变是WF抗炎的核心环节。深入的代谢分析揭示了更微观的机制。从WF喂养的小鼠体内分离出的结肠巨噬细胞，其基础耗氧率更高，表明线粒体氧化磷酸化更活跃，这是M2型巨噬细胞的代谢特征。相反，低纤维饮食小鼠的巨噬细胞则更依赖糖酵解供能，这是典型的促炎M1表型。
图3. 脆弱拟杆菌恢复了与野生型相关的、依赖微生物群的结肠巨噬细胞表型。
4、WF来源的代谢物训练巨噬细胞可减轻炎症。
尽管WF在常规小鼠中维持了B. theta的水平，但在ASF小鼠中施用WF时并未影响B. theta的定植水平（图2G）。然而，正是WF与B. theta的组合保护了ASF小鼠免受结肠炎的侵害，并改变了巨噬细胞表型，这使作者假设WF与B. theta的相互作用产生了影响巨噬细胞极性的可溶性介质。为了验证这一可能性，作者将粪便上清液（FSs）应用于骨髓来源的巨噬细胞（BMDMs）。BMDMs过夜暴露于LF或WF饮食喂养的常规小鼠的FSs中，随后对上清液和细胞进行分析（图4A和图S11A）。WF FS改变了BMDMs的Il6分泌（图4B）、M1/M2比值（图4C）和细胞代谢（图4D）。结果模式让人联想到体内结肠巨噬细胞中观察到的现象（图3C）。具体而言，与LF喂养小鼠的FSs相比，WF FSs导致糖酵解降低，以及最大和备用呼吸能力的增强。
更有说服力的是，将这些被粪便上清“训练”过的巨噬细胞移植给小鼠后，竟然能部分重现WF的抗炎保护效果。这直接证明，菌群代谢产生的可溶性物质能够赋予巨噬细胞抗炎功能。
图 4 WF来源的代谢物训练BMDMs以介导结肠炎保护。
5、异嗪皮啶（Isofraxidin），一种WF来源的代谢物，训练巨噬细胞并减轻炎症。
通过非靶向代谢组学分析，研究人员在同时接受WF和拟杆菌的小鼠粪便中，找到了几种特异性升高的代谢物。其中，异萘皮啶脱颖而出。体外实验证实，异萘皮啶能有效诱导巨噬细胞向M2型极化。在体内，口服补充异萘皮啶可以像WF一样，减轻小鼠的结肠炎。
图5 异嗪皮啶重现了WF来源的巨噬细胞介导的结肠炎保护作用。
这项研究描绘了一个清晰的图景：麦麸纤维作为底物，被富含糖苷水解酶的肠道拟杆菌代谢，释放出包括异萘皮啶在内的生物活性物质。这些代谢物进入肠道组织，重塑了驻留巨噬细胞的代谢程序与功能表型，使其倾向于抗炎与组织修复状态，从而在炎症挑战来临时，筑起一道保护屏障。
该发现不仅阐明了全麦食品有益健康的一种新机制，也为开发基于特定纤维-菌群互作的营养干预策略提供了精确靶点。它提示，在食品加工中保留或添回麦麸纤维，可能是应对日益增长的慢性炎症疾病负担的一种有效膳食途径。
参考文献
Seong-Eun G Kim, Rachael Ott, Alexis Bretin et al. Wheat fiber mitigates colitis via non-SCFA microbial metabolite-trained intestinal macrophages. Sci Adv. 2026 Mar 27;12(13):eaec5757. doi: 10.1126/sciadv.aec5757.
