沙门氏菌是全球范围内最重要的食源性致病菌之一，每年造成数以百万计的感染病例。面对日益严峻的抗生素耐药问题，寻找替代性的抗菌策略已成为当务之急。

2026年2月，江苏省家禽科学研究所施寿荣研究员团队在国际知名微生物杂志Microbiome（IF=12.7）发表了题为"Microbiota-derived propionate suppresses Salmonella virulence gene expression via LuxS quorum sensing"的文章。该研究以藏鸡和肉鸡为模型，揭示了一种肠道菌群代谢物——丙酸盐，能够通过靶向LuxS/AI-2群体感应系统，直接抑制沙门氏菌毒力基因的表达。其中16SrRNA测序及短链脂肪酸靶向定量检测由诺禾致源提供。

整体研究内容

本研究证实丙酸盐是一种通过干扰群体感应来调节细菌毒力基因表达的、强效且天然来源的调节剂。本研究填补了宿主-微生物群相互作用与病原体控制之间的鸿沟，为抗菌策略提供了新途径。在抗菌耐药性不断上升的时代，这种宿主-微生物群-病原体之间的相互作用，为开发基于微生物组和代谢物的肠道感染干预措施提供了新视野。

研究结果

1. 藏鸡沙门氏菌毒力基因表达显著降低，FMT可转移抵抗表型

qRT-PCR结果显示，藏鸡盲肠内容物中群体感应基因luxS、鞭毛蛋白基因fliC和生物膜调控基因csgD的表达均低于肉鸡，这提示藏鸡对沙门氏菌的抑制作用不仅体现在细菌定植，更反映在病原菌毒力程序的调控层面。研究者将藏鸡粪菌移植（FMT）至肉鸡，连续6天后进行沙门氏菌攻击。结果显示，FMT显著降低了受体肉鸡盲肠中fliC和luxS的表达且显著降低了Megamonas等潜在有害菌属的丰度，而富集了产短链脂肪酸菌，包括Bacteroides、Faecalibacterium和Phascolarctobacterium等，提示菌群代谢物可能是抵抗力的关键介导者。

图1 藏鸡体内沙门氏菌的毒力基因表达水平较低

图2 沙门氏菌感染的宿主体内，粪菌移植可重塑其盲肠微生物群的组成结构

2. 短链脂肪酸靶向代谢组学揭示丙酸为核心抵抗代谢物

利用短链脂肪酸靶向代谢组对乙酸、丙酸和丁酸三种短链脂肪酸进行精准定量。结果显示：在未感染状态下，藏鸡盲肠中丙酸浓度显著高于肉鸡，而乙酸和丁酸没有显著差异；在沙门氏菌感染后，藏鸡丙酸水平仍然维持较高，而乙酸和丁酸反而下降。丙酸浓度与毒力基因的表达均呈负相关。这表明，丙酸在藏鸡和FMT受体中的升高，为丙酸作为核心抵抗代谢物提供了关键的定量证据。

图3 藏鸡粪便微生物群来源的丙酸盐，可能介导了对沙门氏菌毒力的抑制作用

3. 丙酸通过抑制LuxS/AI-2群体感应降低沙门氏菌毒力

丙酸抑制沙门氏菌生物膜形成。转录分析发现，丙酸显著下调fliC、csgD和luxS的表达。给予肉鸡丙酸后进行沙门氏菌攻击，感染后盲肠中csgD和luxS表达显著降低。在luxS缺失株中，丙酸对生物膜形成和AI-2活性的抑制作用完全消失。丙酸对csgD的抑制作用在luxS敲除株感染的肉鸡中被完全废除。这些结果确认了LuxS/AI-2群体感应系统是丙酸发挥抗毒力作用的关键介导通路。

图4 丙酸盐通过抑制生物被膜形成、群体感应及对宿主细胞的侵袭能力，从而下调沙门氏菌毒力基因的表达

图5 LuxS/AI-2群体感应系统是丙酸盐抑制肠炎沙门氏菌毒力作用的关键介导通路

4. 丙酸直接结合LuxS蛋白Ile53位点，精准抑制毒力基因表达

丙酸与LuxS蛋白存在强而特异的相互作用。功能实验显示，LuxSI53A和LuxSG82A突变株中，丙酸对AI-2信号活性的抑制作用完全消失，提示这两个位点对丙酸介导的群体感应抑制至关重要。LuxSI53A突变株完全失去了对丙酸的响应。这一结果确认了Ile53是丙酸与LuxS结合并发挥抗毒力功能的关键残基。

图6 丙酸通过直接结合特定位点，抑制LuxS蛋白功能，从而降低沙门氏菌的毒力

小编总结

本研究解析了一条从肠道菌群到病原菌毒力调控的精确代谢信号通路：藏鸡肠道菌群→富集SCFA产菌菌属→丙酸升高→结合LuxS蛋白Ile53位点→抑制AI-2群体感应→下调毒力基因表达→降低沙门氏菌致病力。通过精准靶向病原菌群体感应系统“关闭”毒力开关，这为开发新型抗感染策略提供了新思路，尤其在抗菌药耐药日益严峻的背景下意义重大。

本研究中16S rRNA测序及短链脂肪酸靶向代谢组学检测由诺禾致源提供。其中短链脂肪酸靶向代谢组精准定量了丙酸在藏鸡和FMT受体中的含量及其与毒力基因表达的相关性，为揭示这一菌群代谢物抗感染机制提供了决定性的代谢证据。

参考文献：

Qianyun Zhang, Qidong Zhu, Yunqi Xiao, et al. Microbiota-derived propionate suppresses Salmonella virulence gene expression via LuxS quorum sensing. Microbiome, 2026 19;14(1):70.