第1698期：菌群影响繁殖能力？Cell子刊报道重要研究
本期话题：繁殖力，免疫-菌群互作，IBD，IgA，粪菌移植，自闭症，糖尿病，光遗传学，味觉，减肥手术
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01月08日

Cell子刊：菌群如何增强宿主繁殖力？

Cell Reports [IF:8.109]
① 去除菌群会导致果蝇整体和卵巢的线粒体活性和ATP水平降低，抑制卵子发生；② 在有菌果蝇中敲低卵泡细胞的线粒体功能，也会相似地抑制卵子发生；③ 代谢组学分析显示，无菌果蝇的氧化磷酸化、线粒体辅酶FAD及其前体核黄素的水平均下降，而由FAD依赖性酶降解的代谢物积累；④ 重新定植菌群或补充核黄素，可恢复无菌果蝇的线粒体功能、ATP水平和卵子发生；⑤ 菌群通过提供线粒体辅酶的代谢前体，形成菌群-线粒体轴，调节宿主能量和繁殖力。
【主编推荐语】肠道菌群可促进宿主的卵子发生和繁殖力，但背后的机制仍需深入揭示。Cell Reports近期发表一项研究表明，菌群可通过产生线粒体辅酶的代谢前体（比如核黄素），来系统性地调控宿主能量水平和卵子发生。（@mildbreeze）
Systemic Regulation of Host Energy and Oogenesis by Microbiome-Derived Mitochondrial Coenzymes
2021-01-05, doi:10.1016/j.celrep.2020.108583
繁殖 卵子发生 果蝇 无菌动物 线粒体 核黄素 代谢组 Yulia Gnainsky
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Cell子刊：分析IgA-菌群互作，揭示独特的IBD相关细菌

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 用IgA-SEQ方法，在一个炎症性肠病（IBD）队列中分析肠道菌群的IgA包被模式，鉴定与疾病和治疗相关的细菌；② 相较于健康人，IBD患者中有43个细菌类群的IgA包被水平升高；③ 其中包括8个相对丰度与健康人相似的类群，提示相较于分析细菌的相对丰度，IgA-SEQ能鉴定出独特的IBD相关细菌；④ 接受抗TNFα治疗的患者中，菌群的IgA包被模式发生改变；⑤ 颤螺菌属的IgA包被水平（而非相对丰度）可预测疾病进展，其包被水平升高与延迟实行切除术相关。
【主编推荐语】炎症性肠病（IBD）是宿主遗传和肠道菌群失调的共同作用结果。此前有研究报道，IBD患者中促炎细菌类群被分泌型免疫球蛋白IgA高度包被。Cell Host and Microbe发表的一项新研究在184名IBD患者和34名健康对照中，研究了菌群的IgA包被模式，揭示了IBD中存在的一类独特的IgA包被细菌类群，而这些细菌在相对丰度上与健康人无显著差异，并找出了可以预测疾病进展的潜在的菌群标志物。这些发现对于进一步揭示IBD中的免疫-菌群互作规律、寻找新的IBD预防和治疗靶点以及预测标志物，都有参考意义。（@mildbreeze）
Immunoglobulin A Targets a Unique Subset of the Microbiota in Inflammatory Bowel Disease
2020-12-31, doi:10.1016/j.chom.2020.12.003
炎症性肠病 免疫-菌群互作 IgA Richard A Flavell JC Clemente Jason M Shapiro Marcel R de Zoete Noah W Palm
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FMT重建肠道内的IgA-菌群互作

Gut Microbes [IF:7.74]
① 评估48例复发性艰难梭菌感染患者在粪菌移植（FMT）治疗前后的粪便IgA-细菌互作；② FMT前，患者肠道菌群的失调特征以IgA结合的大肠杆菌为主；③ FMT后，患者的IgA结合菌群增加，包括多个厚壁菌门物种；④ FMT后的IgA-细菌互作不受给药途径（结肠镜或口服粪菌胶囊）的影响，两种方式都能在受体肠道中建立健康的免疫-细菌相互作用；⑤ FMT受体的菌群的IgA靶向模式与供体相似，提示细菌的内在特性驱动了人肠道中的IgA-菌群互作。
【主编推荐语】分泌型免疫球蛋白A（IgA）与肠道菌群相互作用，促进黏膜稳态。IgA与细菌的互作在炎症性疾病中发生改变，细菌、宿主和环境因素怎样影响IgA-菌群互作尚不清楚。Gut Microbes发表的一项研究表明，粪菌移植（FMT）能在很大程度上重塑复发性艰难梭菌感染（rCDI）患者肠道中的IgA-菌群互作模式，使之趋向于健康粪便供体。相关发现有助于理解FMT治疗rCDI等疾病的机制，以及IgA-菌群相互作用的生物学规律。（@mildbreeze）
Changes in IgA-targeted microbiota following fecal transplantation for recurrent Clostridioides difficile infection
2020-12-31, doi:10.1080/19490976.2020.1862027
免疫-菌群互作 粪菌移植 IgA 艰难梭菌感染 Tanya M Monaghan Kelsey E Huus
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王明帮等：肠道IgA+菌群毒力因子基因，助力自闭症早期诊断

Computational and Structural Biotechnology Journal [IF:6.018]
① 纳入43名ASD患儿及31名正常儿童，对VFGM基因进行对比分析；② ASD患儿的VFGM基因多样性显著升高，且与肠道IgA含量呈显著正相关；③ VFGM基因组成与ASD相关，17个VFGM基因在ASD患儿中富集，而7个VFGM基因在ASD患儿中减少；④ 在上述24个差异化表达的VFGM基因中，B型链球菌（GBS）基因比例最高；⑤ 结合肠道IgA水平、VFGM基因多样性及GBS基因丰度开发的机器学习算法，可准确区分ASD患儿及正常儿童。
【主编推荐语】前期研究发现，自闭症谱系障碍（ASD）患儿的肠道IgA水平显著升高，且肠道菌群发生改变。复旦大学附属儿科医院王明帮、周文浩和德宏州人民医院Zhaoqing Yin与团队，在Computational and Structural Biotechnology Journal上发表的一项最新研究，发现ASD患儿与正常儿童的毒力因子相关肠道菌群（VFGM）基因的组成及多样性有显著差异，结合VFGM基因多样性、肠道IgA水平及特定VFGM基因的丰度开发机器学习算法，可准确区分ASD患儿及正常儿童。（@szx）
Virulence factor-related gut microbiota genes and immunoglobulin A levels as novel markers for machine learning-based classification of autism spectrum disorder
2020-12-29, doi:10.1016/j.csbj.2020.12.012
自闭症谱系障碍 机器学习 毒力因子 IgA 研究论文 基础研究 诊断标志物 Mingbang Wang Ceymi Doenyas Zhaoqing Yin Wenhao Zhou
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Nature子刊：两种乳杆菌或能改善“吃出来”的糖尿病

Nature Communications [IF:12.121]
① 通过数据驱动的方法（跨界网络分析）建模西式饮食（WD）下的宿主-微生物组互作，鉴定出若干种对小鼠宿主糖脂代谢有潜在益处或害处的肠道细菌；② 在肥胖人群中也存在上述细菌-代谢关联性；③ 给WD小鼠补充这几种细菌，虽未显著改变菌群，但能通过不同的宿主途径影响宿主代谢；④ 其中，两种乳杆菌（约氏、格氏）能提高血液中的还原型谷胱甘肽水平，从而改善肝脏的线粒体形态和功能，减少肝脏脂质、改善系统性的糖代谢。
【主编推荐语】西式饮食（WD）是导致包括2型糖尿病（T2D）在内的代谢性疾病的主要原因之一，肠道菌群在其中有潜在重要作用。Nature Communications近期发表的一项研究发现，WD对机体代谢的损害至少可以在一定程度上是由肠道菌群中的有益细菌（如约氏和格式乳杆菌）减少和致病菌（如Romboutsia ilealis）增多造成的，为改善饮食诱导的T2D提供了潜在的益生菌菌株，并揭示了其作用机制。（@mildbreeze）
Transkingdom interactions between Lactobacilli and hepatic mitochondria attenuate western diet-induced diabetes
2021-01-04, doi:10.1038/s41467-020-20313-x
延伸阅读： 【转化医学网】 【MedSci梅斯】 【ScienceDaily】
糖尿病 益生菌 西式饮食 线粒体 肝脏 约氏乳杆菌 格氏乳杆菌 谷胱甘肽 Richard R Rodrigues Manoj Gurung Zhipeng Li Andrey Morgun Natalia Shulzhenko
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用光遗传学定量、定时控制肠菌代谢，促进宿主长寿

eLife [IF:7.08]
① 开发了一种利用光遗传学控制秀丽隐杆线虫肠道中细菌的基因表达和代谢产物产生的方法；② 对大肠杆菌菌株进行基因改造，利用光可以定量控制荚膜异多糖酸（CA）的分泌；③ 使用这种由光遗传学控制的菌株在秀丽隐杆线虫肠道中诱导CA的产生，保护线虫肠道细胞的线粒体免受应激引起的过度断裂的影响；④ 该菌株的寿命延长效应与绿光强度呈正相关，表明宿主的寿命在与CA存在剂量效应；⑤ 光遗传学可用于实现肠道细菌代谢的定量和时间控制。
【主编推荐语】肠道微生物代谢与宿主寿命有关，但在原位控制微生物代谢建立两者之间的因果关系，目前仍然是具有挑战性的。eLife近期发表的文章，开发了利用光遗传学控制肠道细菌基因表达的系统，同时在秀丽隐杆线虫肠道的大肠杆菌中进行实践，验证了光控制的荚膜异多糖酸的产生可保护肠道细胞线粒体。研究证明了光遗传学可用于肠道菌群代谢的定量和定时控制，便于研究其对宿主健康和衰老的局部和系统性影响。（@爱的抉择）
Optogenetic control of gut bacterial metabolism to promote longevity
2020-12-16, doi:10.7554/eLife.56849
延伸阅读： 【ScienceDaily】 【生物谷】 【Bio生物世界】
长寿 光遗传学 肠道菌群代谢 Meng C Wang Jeffrey J Tabor Lucas A Hartsough
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饮食如何改变味觉？（综述）

Trends in Endocrinology and Metabolism [IF:11.641]
① 味觉是可塑性的，随年龄、疾病、营养和环境暴露而改变；② 动物研究表明，高糖和高脂饮食通过重塑味觉细胞和神经的转录组和表观基因组，以及肥胖相关炎症导致的味觉干细胞分裂减少等机制，钝化对甜味刺激的反应；③ 这种味觉功能改变可影响机体对食物营养的评估、抑制味觉相关的饱腹感、引起奖赏系统紊乱，从而影响食物选择、进食行为和代谢疾病的风险；④ 饮食中的糖含量也会影响人类的味觉，需更多研究来了解高糖摄入对味觉和进食的影响。
【主编推荐语】虽然基因塑造了我们的味觉，使我们偏爱某些食物，但味觉会受到其他因素的影响，比如饮食中的糖脂含量。理解营养、味觉和进食行为之间的相互作用，并设计针对性的干预方法，将有助于防控很多“吃出来”的慢性疾病。Trends in Endocrinology and Metabolism近期发表的综述，详细回顾了关于高热量饮食（特别是高糖饮食）对动物和人类甜味感觉的影响的研究发现，并总结、探讨了这类饮食在分子、神经和行为层面改变味觉感受的直接或间接机制。（@mildbreeze）
Confection Confusion: Interplay Between Diet, Taste, and Nutrition
2020-12-28, doi:10.1016/j.tem.2020.11.011
味觉 甜味感受 肥胖 高糖饮食 Christina E May Monica Dus
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港中大Lancet评论：多方协作加强糖尿病的预防与控制

Lancet [IF:60.392]
① 对年轻1型糖尿病患者，确保获得胰岛素、患者教育及监测血糖浓度可预防过早死亡和急性并发症；② 戒烟、他汀类药物、SGLT2抑制剂及GLP-1受体激动剂等可减少2型糖尿病患者的心血管-肾脏疾病死亡和全因死亡；③ 基于团队的护理工作，可在日常临床实践中系统性进行数据收集，有助于加强监测、预防和治疗；④ 建议通过制定政策以加强预防、支持研究项目以增加专业知识、增加投资以加强护理、完善相关数据以支持决策，从而帮助减轻糖尿病负担。
【主编推荐语】香港中文大学团队参与在Lancet上发表的一篇评论文章。Lancet糖尿病委员会基于4年的数据收集、合成及建模工作，并从政策制定者、医疗机构、学术界、工业界及非政府组织等多个角度，讨论并建议了如何通过各方面的工作与协同，加强糖尿病的预防与控制。（@szx）
The Lancet Commission on diabetes: using data to transform diabetes care and patient lives
2020-11-12, doi:10.1016/S0140-6736(20)32374-6
糖尿病 其他 Juliana C N Chan Edward W Gregg
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Nature子刊：减肥手术调控血糖的机制

Nature Communications [IF:12.121]
① 大鼠和人胃中有GLP-1阳性细胞，这些细胞共同表达饥饿素或生长抑素；② 大鼠体内的GLP-1阳性细胞可分泌活性GLP-1；③ 胃葡萄糖负荷可诱导瘦削大鼠（而非高脂饮食喂养大鼠）的胃和门静脉中的GLP-1水平快速升高，但高脂饮食喂养大鼠接受垂直袖状胃切除术（VSG）后可恢复；④ 接受VSG或及Roux-en-Y胃旁路术的肥胖患者及肥胖大鼠表现出新的胃粘膜表型，颈黏液细胞增生，同时GLP-1阳性细胞密度增加，促进循环GLP-1水平升高。
【主编推荐语】Nature Communications上发表的一项最新研究，发现减肥手术可通过增加大鼠胃粘膜中的GLP-1阳性细胞，并促进这些细胞分泌活性GLP-1，从而起到调控血糖的作用。另外，在接受了减肥手术的肥胖患者中，可观察到胃粘膜GLP-1阳性细胞的增加。（@szx）
Bariatric surgery induces a new gastric mucosa phenotype with increased functional glucagon-like peptide-1 expressing cells
2021-01-04, doi:10.1038/s41467-020-20301-1
减肥手术 研究论文 基础研究 动物实验 GLP-1 胃粘膜 Lara Ribeiro-Parenti Anne Charlotte Jarry Maude Le Gall Andre Bado
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