Cell：肠道微生物群产生具有心血管代谢益处的二硝基铁复合物

肠道细菌影响宿主生理，但其背后机制尚未完全明了。我们发现了肠道微生物将无机硝酸盐和非血红素铁转化为可移动的生物活性二硝基铁复合物（DNICs），这些化合物在系统中分布并影响宿主代谢。电子顺磁共振检测到传统但非无菌小鼠组织中的 DNICs。小鼠和人类粪便以及大肠杆菌通过硝酸盐和柠檬酸铁产生 DNICs，而缺乏硝酸盐还原酶的突变体则没有。补充硝酸盐+柠檬酸铁或合成 DNIC 提高了西方饮食小鼠的组织 DNIC 水平，并改善了心血管代谢障碍。此外，在 HepG2 细胞和人类肝细胞球体中，DNIC 还会因脂肪酸减少而诱导的脂肪变。DNIC 生物活性由 Fe（NO） 2 实体介导，而非游离一氧化氮（NO），涉及可溶性鸟基环化酶（sGC）的激活、白氨酸摄取的抑制以及 mTORC1 信号的正常化。调节肠道微生物群的 DNIC 形成可能是支持心血管代谢健康的一种策略。

肠道共生菌在调节宿主生理过程中起着重要作用，这一点日益明显。

 肠道细菌可以代谢膳食来源的化合物、  药物、  和内源性物质  ，形成具有生物活性的化学实体，这些活性对宿主既有害也可能有益。 对这些过程的更深入理解将有助于澄清特定补充剂和饮食如何影响人体健康。

一氧化氮合成酶（NOS）衍生的生化物质对心血管和代谢功能至关重要，而 NOS 信号受损与多种健康问题有关。 尽管 NOS 信号通路备受重视，游离一氧化氮（NO）作为效应信号分子的作用仍受到质疑，取而代之的是更稳定且易靶向的物种，如 S-亚硝基硫醇、  移动 NO-铁素、  以及潜在的二硝基铁络合物（DNICs）。  使用合成 DNICs 的药理学研究已显示出强烈的心血管效应，如血管松弛和低血压。 然而，DNICs 是否在健康体内形成并发挥内分泌调控作用尚不清楚。

此前，我们已证明膳食硝酸盐可被共生细菌  生物活化为未识别物种，具有心血管代谢益处。 与游离的 NO 不同，这些物种应能通过血液传播并靶向特定组织结构。本研究的起因是发现，传统小鼠通过电子顺磁共振（EPR）在组织中检测到 DNICs，而在无细菌动物中却缺失。这挑战了哺乳动物中通过细胞内 NOS 衍生的 NO 和非血红素铁反应形成 DNICs 的假说。  总的来说，这一引人入胜的结果促使我们研究肠道微生物群在 DNIC 生成中的作用，并探索其对心血管代谢健康的潜在影响。

我们提供了证据表明，健康小鼠组织中发现的 DNICs 源自表达硝酸盐还原酶（NR）的肠道细菌。细菌的 DNIC 生成和组织 DNIC 水平可以通过无机硝酸盐和非血红素铁的供应得到刺激。此外，基于膳食的 DNIC 疗法有效预防了心血管代谢功能障碍和肝脂肪变。DNIC 生物活性主要由 Fe（NO） 2 实体驱动，与可溶性鸟苷环化酶（sGC）的活化、细胞白氨酸摄取的抑制以及 mTORC1 信号的正常化有关。

论文出处：Cell.2026-08-19;doi:10.1016/j.cell.2026.07.055.