寒露，是秋季的第五個節氣。民間有“露水先白而后寒”之說，標志著氣候從涼爽向寒冷的過渡。正如寒露時節自然界的微妙變化預示著更深層次的季節更替，我們身體內部的微觀世界同樣存在著精密的動態平衡。

本次的節氣科普，帶大家一起了解微生物與人體之間雙向互作的秘密。

由腸道菌群發酵膳食纖維產生的SCFAs（如乙酸、丙酸、丁酸）會通過感應腸道和其他器官及組織、腸神經元和免疫細胞上的G蛋白偶聯受體(GPCRs)而發揮作用，其中GPCR43/41受體介導能量代謝調節，GPCR109A受體參與抗炎反應，Olfr78受體則參與血壓調控。

初級膽汁酸經腸道微生物轉化后通過BAs受體調控代謝與免疫。例如，通過法尼醇X受體(FXR)抑制膽汁酸合成，通過G蛋白偶聯膽汁酸受體1(GPBAR1)維持代謝穩態和調節胰島素分泌。此外，還可間接激活維生素D受體(VDR)、孕烷X受體(PXR)、維A酸相關孤核受體γT(RORγt)等受體調節細胞分化與炎癥反應。

微生物將色氨酸轉化為吲哚及其衍生物和色胺等產物，經芳香烴受體(AhR)直接作用于腸上皮細胞和免疫細胞，調節腸內分泌系統、代謝穩態和免疫響應。

微生物通過QSMs實現群體協同（如毒力因子表達和生物膜形成等），同時可被人體細胞識別。例如，銅綠假單胞菌產生的酰基高絲氨酸內酯(AHLs)可通過PPARβ/δ受體觸發免疫應答，軍團桿菌屬的自誘導物LAI-1則通過代謝通路調節細胞遷移，參與感染過程中的組織浸潤。

人體不同器官產生的激素對微生物表型產生的影響各不相同。例如，兒茶酚胺（腎上腺素、去甲腎上腺素和多巴胺）可通過大腸桿菌QseC受體激活群體感應，影響細菌運動與毒力；阿片類激素（強啡肽）可整合入銅綠假單胞菌QS通路，增強毒力基因表達；利鈉激素（腦利鈉肽BNP和C型利鈉肽CNP）則可以增加銅綠假單胞菌和熒光假單胞菌的細胞毒性并修飾脂多糖。

來自免疫細胞的細胞因子通過靶向微生物受體發揮抗菌作用，但部分病原體的毒力和生長也可能被細胞因子激活。例如，IFN-γ（干擾素-γ）能夠抑制幽門螺桿菌的生長，但TNF-α（腫瘤壞死因子-α）能夠增強大腸桿菌和沙門氏菌的侵襲能力，IL-1β（白細胞介素-1β）可促進金黃色葡萄球菌和伴放線放線桿菌的生物膜形成與毒力分泌。

人體來源的部分代謝物不僅作為營養中間體，還可作為信號分子調控微生物。例如，三羧酸循環成分（衣康酸、L-蘋果酸、琥珀酸）中的衣康酸是髓系細胞感染時的主要代謝物，該物質可以抑制金黃色葡萄球菌醛縮酶活性阻斷糖酵解，限制其生長；大腸桿菌和鼠傷寒沙門氏菌則可以通過雙組分系統DcuS/DcuR感知L-蘋果酸，激活毒力調控因子而增強腸道定植，鼠傷寒沙門氏菌還可利用巨噬細胞內的琥珀酸，通過PmrAB-SPI-2通路激活生存機制。