主要内容：人类肠道微生物群通过新合成和对来自饮食或宿主产生和分泌的化学物质的生物转化产生数千种小分子代谢物。这些微生物代谢物在调节多种生理功能方面起着至关重要的作用，包括能量代谢、炎症和粘膜屏障的完整性。我们实验室和其他实验室的先前研究使用了从体外培养的共生菌株的上清液进行的高通量GPCR筛选，以确定微生物代谢物对宿主生理的影响。然而，这些体外代谢组的化学多样性和生理相关性受到培养基的简单性和体外生长条件不可避免的人工性的限制。相比之下，体内微生物代谢组反映了哺乳动物胃肠道的动态环境，在这种环境中，共生微生物暴露于宿主、饮食和其他微生物的复杂环境信号和前体化学物质中。然而，由于对大量样品体积的需求，使用传统方法对体内微生物代谢组进行无偏见的受体组广泛GPCR筛选是不可能的。为了克服这一限制，我们最近开发了一个高度多重化的GPCR筛选平台（PRESTO-Salsa），该平台能够在96孔板的一个孔中对几乎所有非嗅觉GPCR（超过300个受体）进行受体组的广泛评估，并使用这一技术直接比较了体外和体内共生代谢组的生物活动。体外和体内代谢组筛选：体外培养的共生菌群的微生物组成与体内培养的菌群有很大不同，因此比较这两种条件下培养的复杂微生物群是不现实的。因此，为了使体外和体内代谢组之间进行直接比较，我们比较了在标准培养基中培养或在单菌共生无菌小鼠中培养的各个菌株的代谢组。从公共和内部菌株收藏中选择了100个系统发育多样的微生物菌株。对于体外细菌代谢组库，我们在培养基中培养每个细菌菌株，并使用三种已知会富集不同代谢物类的溶剂进行提取。对于体内代谢组，培养了无菌（GF）C57BL/6小鼠，并与个别菌株共同培养2周，然后收集盲肠内容物并使用相同的溶剂进行提取。然后，我们用PRESTO-Salsa筛选了597个富集共生代谢组（297个来自体外培养，300个来自单菌共生小鼠）与几乎所有常规的GPCR进行比较。图1：体内和体外共生代谢组表现出不同的GPCR激活模式。该图的替代文本可能是使用AI生成的。完整图像a，示意图显示了如何从在培养基中体外培养的细菌和在单菌无菌小鼠中体内培养的细菌生成共生代谢组，随后使用多重GPCR筛选技术PRESTO-Salsa进行GPCRome相互作用筛选。b，激活每个GPCR的体外或体内共生代谢组的数量。c-e，体内介导的GPCR活性共生代谢物变化的代表模型。c，宿主MAO在体内降解细菌来源的PEA。MAOi，MAO抑制剂；RLU，相对荧光单位。d，体内代谢重编程抑制琥珀酸或组胺的产生。e，饮食来源的胆碱使细菌在体内产生ACh。在c-e中，体外样品的GPCR活性数据代表三次独立的实验（每个实验每组n=3个生物独立样品）；体内样品的GPCR活性数据代表两次独立的实验（每个实验每组n=3只小鼠）。对于c-e，数据为均值±标准误。统计显著性通过双侧Welch t检验（d和e以及c中的体外比较）以及Welch方差分析（ANOVA）后跟Games-Howell事后检验（c中的体内比较）进行了评估。图a和c-e中的图示由BioRender创建；Song. D https://BioRender.com/x0hrt5l (a) 和 https://BioRender.com/sqnbzth (c-e) (2026)。源数据与我们之前的发现一致，选择的体外代谢组激活了肾上腺素受体（ARs）、多巴胺受体（DRDs）、组胺受体（HRHs）、血清素受体（HTRs）、形式肽受体（FPRs）和琥珀酸受体。提取基于的富集还揭示了在之前的粗上清液中未检测到的其他受体的活性，包括褪黑激素受体（MTNR1A和MTNR1B）、半胱氨酸白三烯受体2（CYSLTR2）、羟基羧酸受体3（HCA3）。