NEJM:根除幽门螺杆菌降低胃癌风险

New England Journal of Medicine [IF:70.67]
① 纳入1676名患有幽门螺杆菌感染的胃癌患者一级亲属,832名接受幽门螺杆菌(H. pylori)根除治疗,844名为安慰剂组;② 在9.2年中位随访期间,治疗组和安慰剂组分别有10人(1.2%)和23人(2.7%)发生胃癌,危险比0.45;③ 治疗组发生胃癌的10例患者中,5例具有持续性H. pylori感染;④ 根除H. pylori感染的608人中,5人(0.8%)发生胃癌,持续性感染的979人中,28人(2.9%)发生胃癌,危险比0.27;⑤ 不良事件轻微,在治疗组中比安慰剂组更常见。
【主编推荐语】幽门螺杆菌(H. pylori)感染和胃癌家族史是胃癌的主要危险因素,根除H. pylori的治疗是否能降低一级亲属中有胃癌家族史的人患胃癌的风险尚不清楚。最近发表在New England Journal of Medicine的研究纳入1676名患有幽门螺杆菌感染的胃癌患者一级亲属,接受H. pylori根除治疗或安慰剂。该研究发现,在一级亲属有胃癌家族史的H. pylori感染者中,根除H. pylori治疗降低了胃癌的风险。(@Lexi)
Family History of Gastric Cancer and Helicobacter pylori Treatment
2020-01-30, doi:10.1056/NEJMoa1909666

Lancet:用机器学习研发大肠癌预后标志物

Lancet [IF:59.102]
① 用深度学习分析结直肠癌患者肿瘤组织H&E染色切片图像,开发用于预后预测的生物标志物;② 训练、调试、测试和检验队列,分别包括828、1645、920和1122例患者;③ 在验证队列的初步分析中,该生物标志物的不良预后与良好预后的危险比为3.84;④ 对已建立的、单变量(pN分级、pT分级、淋巴管浸润和静脉血管浸润)分析具有显著性的预后标志物进行调整后,该危险比为3.04;⑤ 该标志物可改进对患者预后的风险分层,或能指导辅助疗法选择。
【主编推荐语】在结直肠癌(CRC)的治疗中,需要进一步改善预后标志物来对早期CRC患者进行分层,以完善辅助治疗的选择。最新发表在Lancet的研究旨在通过使用深度学习直接分析常规扫描的苏木精和伊红染色切片,建立原发性CRC切除术后患者预后生物标志物——DoMore-v1-CRC分类器。该方法已在大量独立的患者群体中进行了广泛评估,与已建立的分子和形态学预后标志物相关并优于它们,并在不同的肿瘤阶段到一致的结果。生物标志物将II期和III期患者划分为足够明确的预后组,能帮助避免在非常低的风险组中进行治疗,并确定哪些患者将受益于更强化的治疗方案,该生物标志物将可能用于指导辅助治疗的选择。(@Lexi)
Deep learning for prediction of colorectal cancer outcome: a discovery and validation study
2020-02-01, doi:10.1016/S0140-6736(19)32998-8

Nature:肠道菌群如何作用于结肠神经,调控肠道蠕动?

Nature [IF:43.07]
① 小鼠结肠(菌群最多的肠段)的神经网络有独特的基因表达谱,受遗传和菌群定植的共同调控;② 不同肠段肠神经元的芳香烃受体(AHR)表达水平与菌群载量一致,结肠神经的AHR表达最高,其AHR信号活化可诱导Kcnj12(调控神经元兴奋性)等效应基因的表达;③ 敲除神经Ahr基因,或过表达其负反馈调控因子CYP1A1,可导致小鼠结肠蠕动减少,该表型与清除菌群的小鼠类似;④ 在抗生素处理的小鼠的肠神经中表达Ahr,可部分恢复其肠道运动缺陷。
【主编推荐语】肠道蠕动对消化健康和抵御肠道致病菌入侵有重要意义,肠腔内环境(比如饮食和菌群因素)可作用于肠神经,从而调控肠道蠕动,比如清除菌群的小鼠呈现肠神经元兴奋性降低、肠道运输时间变长等表型,但背后的分子机制尚不明晰。Nature上线的一项最新研究表明,肠神经回路中的芳香烃受体(AHR)信号,是连接菌群等肠腔环境因素与肠神经功能的枢纽,在肠道运动调控上有重要作用。用药物或饮食干预来调节控制肠道蠕动的肠神经元的AHR活性,或能改善肠道蠕动障碍相关的胃肠疾病。(@mildbreeze)
Neuronal programming by microbiota regulates intestinal physiology
2020-02-05, doi:10.1038/s41586-020-1975-8

Nature:全面分析菌群对宿主代谢组的影响,发现新型结合型胆汁酸

Nature [IF:43.07]
① 对比无菌和有菌小鼠29个器官的代谢组,发现菌群影响了所有器官(尤其是肠道)的化学特征,主要促进分解代谢;② 鉴定出小肠中的3种由菌群产生的氨基酸结合型胆酸(Phe-chol,Tyr-chol,Leu-chol),其中氨基酸通过酰胺键连接至胆盐主链,是菌群胆汁酸代谢的新机制;③ 这些新型结合型胆汁酸也存在于人类中,在炎症性肠病和囊性纤维化患者中富集;④ 这些胆汁酸可激活人细胞的FXR受体,给小鼠灌胃后可减少肝脏胆汁酸合成的FXR靶基因表达。
【主编推荐语】在宿主与微生物的共生系统中,菌群产生的大量生物活性分子,对宿主生理具有不可忽视的影响。Nature最新发表的一项研究,用质谱信息学和数据可视化方法,系统性分析了菌群对小鼠代谢组的影响,意外地发现了一类新型的氨基酸结合型胆汁酸,代表了菌群的第5种胆汁酸代谢机制。研究者通过使用Mass Spectrometry Search Tool分析了上千个公开的数据集,确认了这些胆汁酸也存在于人类中,并且在炎症性肠病和囊性纤维化患者中更常见。细胞和小鼠试验表明,这些胆汁酸可能通过作用于FXR通路影响宿主生理。该研究为用代谢组学方法研究菌群-宿主互作带来新启示。(@mildbreeze)
Global chemical effects of the microbiome include new bile-acid conjugations
2020-02-26, doi:10.1038/s41586-020-2047-9

Nature:吸收营养or增强防御?肠屏障的神经免疫调节器

Nature [IF:43.07]
① 肠道固有层中,表达血管活性肠肽(VIP)的肠神经元与表达VIP受体2型(VIPR2)的CCR6+ 3型天然淋巴细胞(ILC3)细胞簇存在近距离互作;② VIPR2活化使ILC3生成的细胞因子IL-22减少,导致肠上皮细胞(IEC)产生的RegIIIγ等抗菌肽减少,可削弱肠屏障功能(加剧肠道致病菌移位),同时IEC的脂质结合和转运蛋白表达增加;③ 进食可快速活化VIP神经元,经VIP-ILC3轴引起肠道菌群的餐后变化,促进附于肠上皮的分节丝状菌生长,并增加脂质吸收。
【主编推荐语】肠粘膜不仅参与摄取食物营养和菌群代谢物,同时还有重要的屏障功能,防止微生物入侵并抑制对肠腔内容物的炎症反应。Nature最新上线的一项研究,揭示了调节肠屏障吸收营养和抗微生物防御作用的一个关键的神经免疫回路。该研究表明,进食可快速激活肠道中表达VIP的神经元,从而抑制免疫细胞ILC3产生IL-22,这会增强肠上皮细胞的脂质吸收功能,但同时减少了抗菌肽表达,影响肠道屏障功能和菌群组成。这些发现有助于解释为何进食时间紊乱会削弱肠屏障、促进菌群失调、加剧代谢失衡,为减少脂质吸收和增强肠道屏障提供了新的潜在治疗靶点。(@mildbreeze)
Feeding-dependent VIP neuron–ILC3 circuit regulates the intestinal barrier
2020-02-12, doi:10.1038/s41586-020-2039-9
延伸阅读: 【微生态】

Nature:开发新乳糜泻小鼠模型用于研究乳糜泻发病机制

Nature [IF:43.07]
① 构建一种表达易感性HLA-DQ8基因型的乳糜泻小鼠模型,可重现活动性乳糜泻患者的表型(肠道上皮及固有层中过表达IL-15),并在摄入谷蛋白后发展出绒毛萎缩表型;② 肠道上皮及固有层中同时过表达IL-15对于绒毛萎缩的发展是必需的,提示特定位点的IL-15在乳糜泻发病机制中的重要作用;③ CD4+ T细胞及HLA-DQ8基因型对于细胞毒性T细胞介导的肠道上皮细胞裂解是必需的;④ IFN-γ及谷氨酰胺转移酶2在乳糜泻的组织破坏中也扮演了重要角色。
【主编推荐语】乳糜泻是一种复杂的多基因肠道炎症疾病,在HLA-DQ8或HLA-DQ2基因型的个体中,饮食谷蛋白暴露可能触发乳糜泻。来自Nature上发表的一项最新研究,报道了一种新的乳糜泻小鼠模型,表达HLA-DQ8基因型,并在肠道上皮及固有层中过表达IL-15,摄入谷蛋白后可触发绒毛萎缩等乳糜泻表型。利用新模型,该研究揭示了IL-15、CD4+ T细胞、IFN-γ等关键因素在乳糜泻发病机制中的重要作用。(@szx)
IL-15, gluten and HLA-DQ8 drive tissue destruction in coeliac disease
2020-02-12, doi:10.1038/s41586-020-2003-8

Nature:发现人胃癌来源干细胞标志物

Nature [IF:43.07]
① 分析小鼠胃肠道LGR5+幽门干细胞转录组,发现该细胞群体高表达膜水通道蛋白AQP5;② 谱系示踪实验表明LGR5+细胞具有自我更新能力和多能性,表达GIF等胃谱系标记物,是有效富集小鼠幽门干细胞的标记物;③ AQP5也可作为从人胃上皮细胞中分离富集内源性干细胞的标记物;④ 小鼠活体实验表明幽门干细胞是WNT驱动的侵入性胃癌来源,且离体AQP5+肿瘤细胞具有干细胞潜能;⑤ AQP5常在原发型肠道/弥漫型胃癌及其转移灶中表达。
【主编推荐语】LGR5可标记小鼠幽门胃腺基地常驻成熟上皮干细胞。但由于在人类中缺乏帮助上皮干细胞分离和鉴定的表面标志物,其在人类中对应的干细胞群体尚不可知。在小鼠肠癌模型中,LGR5+肠干细胞是WNT通路过度激活后的主要癌症来源。然而,幽门LGR5+干细胞在WNT通路失调(人胃癌中较常见)后对胃癌的作用尚不清楚。最新发表在Nature的研究利用LGR5+干细胞群在小鼠胃肠道内的相对表达识别出膜水通道蛋白AQP5,并对其功能进行验证,将其鉴定为小鼠和人类成熟幽门干细胞标记物。新发现的标记物可用于分离和表征人胃干细胞,破译胃癌的早期形成。(@Lexi)
AQP5 enriches for stem cells and cancer origins in the distal stomach
2020-02-05, doi:10.1038/s41586-020-1973-x

Science:一吃就胖?可能与母亲孕期的饮食和肠菌代谢物有关

Science [IF:41.037]
① 无菌孕鼠后代比有菌孕鼠后代在高脂喂养下有更严重的肥胖和代谢综合征,吃低纤维食物(LFi)孕鼠的后代也有类似表型;② 孕鼠肠道菌群产生的丙酸等短链脂肪酸可经血流进入胚胎,作用于胚胎交感神经上的受体GPR41以及肠上皮和胰腺上的GPR43,促进神经细胞、GLP1+肠内分泌细胞和胰岛β细胞的分化,塑造胚胎的代谢系统发育,保护后代成年后的代谢健康;③ 孕期吃高纤维食物、给无菌和LFi孕鼠补充丙酸,有助于后代代谢发育、抵抗代谢综合征。
【主编推荐语】孕期饮食对母亲和后代的健康都十分重要,肠道菌群可能在其中有重要的介导作用。Science最新发表的一项小鼠研究发现,孕期母体肠道菌群通过产生短链脂肪酸,塑造胚胎的代谢系统发育,从而对后代长期代谢健康带来深远影响。这些发现提示保护孕期肠道菌群健康的重要性,避免不必要的口服抗生素,同时尽量多吃富含膳食纤维的食物,或能使后代拥有更健康的代谢系统,减少肥胖和代谢疾病。(@mildbreeze)
Maternal gut microbiota in pregnancy influences offspring metabolic phenotype in mice
2020-02-28, doi:10.1126/science.aaw8429

Science封面文章:巧用工程菌,调控蜜蜂基因表达、限制病原体感染

Science [IF:41.037]
① 将靶向特定基因的双链RNA(dsRNA)质粒,转化到蜜蜂肠道共生菌Snodgrassella alvi中,使其能经RNA干扰(RNAi)机制调控宿主基因表达;② 这种工程菌能在蜜蜂肠道中稳定定植,持续产生激活蜜蜂RNAi的dsRNA,dsRNA能扩散到蜜蜂全身从而系统性抑制特定蜜蜂基因的表达,改变蜜蜂生理、行为和生长;③ 靶向残翅病毒的工程菌可增强蜜蜂对其感染的抵抗力,靶向蜜蜂寄生虫瓦螨的工程菌可通过触发瓦螨的RNAi应答来将其杀死。
【主编推荐语】真核生物中,RNA干扰(RNAi)能引起基因沉默,是研究基因功能的有力手段,在传染病治疗和某些疾病的基因治疗方面也有应用前景,Science最新发表的封面研究将RNAi与蜜蜂的肠道共生菌进行了有机结合,使得改造后的工程菌能在蜜蜂肠道中持续释放特定的双链RNA,从而激活蜜蜂的RNAi应答,可用于研究蜜蜂基因功能。此外,这种工程菌方法还能减少特定病原体(比如病毒和寄生螨虫)对蜜蜂的感染,或许有助于改善蜜蜂养殖。(@mildbreeze)
Engineered symbionts activate honey bee immunity and limit pathogens
2020-01-31, doi:10.1126/science.aax9039

Cell:肠道共生菌如何活化蔬菜中的营养素硫代葡萄糖苷

Cell [IF:36.216]
① 肠道菌群可将蔬菜中的硫代葡萄糖苷(GS)转化为有潜在健康益处的异硫氰酸酯(ITC);② 从多形拟杆菌(Bt)中鉴定出将GS转化ITC的关键操纵子(BT2159-BT2156,编码4个酶);③ 在脆弱拟杆菌中表达该操纵子,可使其获得代谢GS的能力;④ 体外实验表明,Bt代谢GS产生ITC需要BT2158以及BT2156或BT2157;⑤ 给喂食GS的小鼠单一定植敲除BT2157的Bt突变菌株,会导致肠道内的ITC生成减少;⑥ 该操纵子在多个人群的肠道菌群中普遍存在,并具有转录活性。
【主编推荐语】有研究显示,摄入西兰花、菜花、卷心菜等蔬菜中富含的营养物质硫代葡萄糖苷(GS),与某些癌症风险的降低相关。其中,肠道菌群代谢GS产生的小分子物质异硫氰酸酯(ITC),被认为具有潜在的抗癌作用。Cell最新发表来自美国斯坦福大学Elizabeth Sattely团队的研究,揭示了肠道菌群中的多形拟杆菌将GS转化为ITC的遗传和生化机制,为研究肠道菌如何代谢膳食营养素提供了一个范例。(@mildbreeze)
A Metabolic Pathway for Activation of Dietary Glucosinolates by a Human Gut Symbiont
2020-02-20, doi:10.1016/j.cell.2020.01.023

国内团队Cell突破:在单细胞层面系统性揭示节食如何延缓衰老

Cell [IF:36.216]
① 用单细胞转录组学和单核转录组学方法,分析衰老和热量限制(CR)对大鼠不同器官组织的影响;② 衰老使细胞类型组成、细胞和组织特异性基因表达、转录调控和细胞间通讯等都发生改变,CR可减轻这些变化;③ 嗜中性粒细胞等免疫细胞随衰老增加,可被CR可逆转;④ 超过1/4的衰老相关基因表达变化(包括一些与脂代谢和免疫调节相关的核心调控转录因子)可被CR逆转;⑤ 衰老还伴随着细胞间通讯模式异常,包括过度的促炎配体-受体互作等,可被CR逆转。
【主编推荐语】热量限制可延缓衰老相关的身体机能衰退。Cell最新发表了来自中国科学院动物研究所刘光慧和曲静团队以及中国科学院基因组研究所张维绮团队共同参与主导的研究,在单细胞层面揭示了热量限制对衰老的系统性影响,表明对衰老相关炎症反应的抑制作用,是热量限制延缓衰老的重要因素,提示饮食和代谢干预可从整体上影响机体的免疫状态,对于研究健康衰老和改善老年健康的干预手段有重要参考价值。(@mildbreeze)
Caloric Restriction Reprograms the Single-Cell Transcriptional Landscape of Rattus Norvegicus Aging
2020-02-27, doi:10.1016/j.cell.2020.02.008

Cell:植物根系如何允许有益微生物定植的

Cell [IF:36.216]
① 拟南芥的根需要细胞损伤来产生强烈的局部免疫反应;② 邻近细胞损伤的感知比损伤相关的分子模式(DAMPs)更复杂,引起模式识别受体(PRR)上调表达,可能是由细胞解体而引起的离子和渗透压释放或机械应力触发;③ 细胞损伤导致对微生物相关分子模式(MAMPs)的反应能力的普遍的上调;④ 根有限的、损伤门控的MAMPs响应有助于根被无害或有益的细菌种类定殖;⑤ DAMPs释放可能是损伤感知的必要元素,但仅靠其本身不足以重建实际的细胞损害效果。
【主编推荐语】微生物相关分子模式(microbe-associated molecular patterns, MAMPs)的识别对于植物的免疫反应至关重要。如何将这种复杂的感知系统有效地部署在不断暴露于微生物的根中仍然是一个谜。本文通过分析拟南芥中单细胞分辨率下的MAMP受体表达和应答,观察到分化的外细胞层显示出模式识别受体(pattern-recognition receptors, PRRs)的低表达并且缺乏MAMP应答。然而,这些细胞可以通过邻近细胞的损伤被门控以变得有反应。并且得知局部损伤也导致对原本非免疫原性的有益细菌的免疫反应。尽管土壤中存在微生物模式,本研究还发现,细胞损伤可以启动局部免疫反应,这将有助于从理论上提出如何利用MAMP。这些发现为非致病性微生物如何通过简单地避免损伤和随之而来的免疫反应的强烈增强,而成功地在根中定植提供了一个全新层次的解释。(@刘永鑫-中科院-宏基因组)
Co-incidence of Damage and Microbial Patterns Controls Localized Immune Responses in Roots
2020-02-06, doi:10.1016/j.cell.2020.01.013
延伸阅读: 【宏基因组】

Nature子刊:IL-22帮助肠道菌群抑制艰难梭菌感染

Nature Medicine [IF:30.641]
① 给无菌小鼠移植健康人的肠道菌群可抑制艰难梭菌感染,肠道菌群定殖诱导产生的IL-22在其中发挥关键作用;② IL-22信号可通过增强宿主黏液中的GlcNAc糖基化修饰,促进肠道菌群中考拉杆菌属物种的生长;③ 考拉杆菌属物种可消耗琥珀酸盐,从而减少肠腔中可利用的琥珀酸盐(对于艰难梭菌的生长十分重要)以抑制艰难梭菌的生长;④ 在溃疡性结肠炎患者中,MGAT4A等糖基转移酶的表达显著降低,提示IL-22介导的宿主N-糖基化修饰受损。
【主编推荐语】肠道菌群了介导对艰难梭菌的定殖抗性以抑制艰难梭菌感染,但宿主免疫在其中的影响尚未明确。Nature Medicine上发表的一项最新研究发现,肠道菌群定殖可诱导IL-22的产生,IL-22可增强宿主黏液的糖基化修饰,从而促进考拉杆菌属的生长,而考拉杆菌属物种可与艰难梭菌争夺琥珀酸盐以抑制后者的定殖。(@szx)
Interleukin-22-mediated host glycosylation prevents Clostridioides difficile infection by modulating the metabolic activity of the gut microbiota
2020-02-17, doi:10.1038/s41591-020-0764-0
延伸阅读: 【微生态】

Nature子刊:胎儿肠道中真有活菌定殖吗?

Nature Medicine [IF:30.641]
① 扫描电镜分析表明,孕中期胎儿小肠粘膜胎粪中存在细菌样结构;② 16S rRNA测序也检测出不同于环境对照的少量细菌信号,18个细菌类群在胎粪中富集,微球菌科和乳杆菌属丰度最高;③ 微球菌科占优的胎儿肠道有独特的T细胞组成和肠上皮基因表达模式;④ 用模拟胎儿肠道环境的培养条件(添加胎盘激素、与单核细胞共培养),从胎粪中分离出滕黄微球菌菌株;⑤ 该菌呈现适应胎儿环境的特征,可在肠道抗原呈递细胞中存活,并有限制炎症反应的能力。
【主编推荐语】肠道菌群在免疫发育过程中有重要作用。在妊娠早期,胎儿的肠粘膜免疫就已经开始发育,然而目前尚不清楚子宫内是否存在活菌与胎儿的肠道免疫系统互作。Nature Medicine发表的一项最新研究,用扫描电子显微镜和16S rRNA测序表明,孕中期的人类胎儿肠道内存在很有限的细菌,并分离出其中的一种优势细菌(微球菌)。该菌表现出对子宫内胎儿肠道环境的适应性,并在体外呈现免疫调节活性,可能对胎儿肠道免疫发育有潜在调控作用。这些发现拓展了人们对生命早期肠道菌群定殖、菌群对免疫发育的影响的认知,值得进一步验证和研究。(@mildbreeze)
Viable bacterial colonization is highly limited in the human intestine in utero
2020-02-24, doi:10.1038/s41591-020-0761-3

北大郑乐民团队突破:全新的促脂肪肝肠道菌群代谢产物!

Gastroenterology [IF:19.233]
① 肠道菌群代谢物N,N,N-三甲基-5-氨基戊酸(TMAVA)及其前体三甲基赖氨酸(TML),在脂肪肝患者血液中升高;② 粪肠球菌和铜绿假单胞菌可将TML代谢为TMAVA;③ 小鼠TMAVA处理可加重高脂喂养诱导的脂肪肝、引起菌群失调和不耐寒;④ TMAVA可结合并抑制γ-丁酰甜菜碱羟化酶(BBOX)抑制内源性肉碱合成,使小鼠体内肉碱水平降低,导致肝脏线粒体脂肪酸氧化减少,同时脂肪组织脂解增多,引起游离脂肪酸在肝脏积累;⑤ BBOX敲除小鼠在高脂喂养下同样出现体内肉碱缺乏、脂肪肝;⑥ 外源性补充肉碱可逆转TMAVA诱导的小鼠肝脏脂肪病变。
【主编推荐语】肠道菌群可影响非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)的发生和发展,但其背后的机制(特别是菌群代谢产物在其中的作用)仍需深入揭示。Gastroenterology最新发表了来自北京大学郑乐民团队的研究,通过队列研究和小鼠试验发现,一种新的肠道菌群代谢产物TMAVA(N,N,N-三甲基-5-氨基戊酸)能通过影响肉碱合成和后续的脂肪酸氧化,来加重脂肪肝。这些发现为肠道菌群如何影响脂肪肝发生提供了一种新机制,也提示补充肉碱和靶向调节菌群或是治疗脂肪肝的新思路。(@mildbreeze)
TMAVA, a Metabolite of Intestinal Microbes, Is Increased in Plasma From Patients With Liver Steatosis, Inhibits γ-butyrobetaine Hydroxylase, and Exacerbates Fatty Liver in Mice
2020-02-25, doi:10.1053/j.gastro.2020.02.033

国内团队:肠道菌群介导高盐饮食诱导的高血压

Circulation Research [IF:15.862]
① 移植健康大鼠的粪便菌群可显著降低高盐饮食诱导的高血压(hSIH)大鼠的血压,而移植hSIH大鼠的粪便菌群可显著升高健康大鼠的血压;② 高盐饮食显著改变了大鼠的肠道菌群组成,降低了脆弱拟杆菌及肠道中的花生四烯酸水平,从而增加血清及肠道中的皮质酮水平以促进血压的提升;③ 在高血压患者中也可发现,粪便中的脆弱拟杆菌YCH46显著减少,血清及肠道中的皮质酮水平显著升高。
【主编推荐语】肠道菌群与高盐饮食诱导的高血压相关,但背后的机制尚不清晰。来自山东大学齐鲁医院的张群业团队及山东省立医院的王哲团队在Circulation Research上发表的一项最新研究,报道了肠道菌群介导高盐饮食诱导高血压产生的机制:高盐饮食通过改变肠道菌群的组成及代谢,减少脆弱拟杆菌,从而提升皮质酮水平以促进高血压,而脆弱拟杆菌可通过其代谢产物花生四烯酸抑制皮质酮的产生。(@szx)
Intestinal Flora Modulates Blood Pressure by Regulating the Synthesis of Intestinal-Derived Corticosterone in High Salt-Induced Hypertension
2020-02-13, doi:10.1161/CIRCRESAHA.119.316394

西农+华大NC新文:轻断食调节“菌群-代谢物-脑”轴,减少糖尿病脑损伤

Nature Communications [IF:11.878]
① 2型糖尿病小鼠进行28天间歇性禁食(IF),不仅改善了代谢表型,还经菌群-代谢物-脑轴发挥了神经保护作用,改善行为障碍;② IF可增强大脑海马中的线粒体生成和能量代谢基因表达,改变肠道菌群组成,改善与认知功能相关的菌群代谢物水平;③ 鉴定出IF相关的菌群、代谢物和大脑基因表达之间的多个关联;④ 肠道菌群部分介导IF的神经保护作用,补充3-吲哚丙酸、5-羟色胺、短链脂肪酸或牛磺熊去氧胆酸等菌群代谢物也可改善糖尿病小鼠认知功能。
【主编推荐语】2型糖尿病(T2D)可引起多种并发症,包括认知衰退等神经疾病。间歇性禁食(IF)是一种周期性的禁食方法,可有效改善代谢,减轻胰岛素抵抗等T2D症状,在一些动物模型中也显示出神经保护和改善认知的作用,但IF对T2D相关认知障碍的影响仍不清楚。Nature Communications最新发表了西北农林科技大学刘学波团队、深圳华大农业应用研究院赵山岑团队与瑞典查尔姆斯理工大学施琳等的合作研究,西北农林科技大学刘志刚和华大代晓霜为共同第一作者。该研究通过多组学技术(肠道菌群、血浆代谢组、大脑转录组)结合行为测试等方法,综合分析了IF对T2D模型小鼠的认知损伤的影响和机制。研究表明,IF引起的小鼠肠道菌群结构和菌群代谢产物改变,可增强大脑海马的线粒体生成和能量代谢、保护神经突触结构,从而减轻糖尿病小鼠的认知和空间记忆障碍。这种“肠道菌群-代谢物-脑”轴的神经保护机制,为调节肠道菌群改善代谢相关的神经退行性疾病带来了新启示。(@mildbreeze)
Gut microbiota mediates intermittent-fasting alleviation of diabetes-induced cognitive impairment
2020-02-18, doi:10.1038/s41467-020-14676-4

Cell子刊:膳食纤维或可精确调节短链脂肪酸产生菌

Cell Host and Microbe [IF:15.753]
① 给40名个体IV型抗性淀粉(RS4s,分别为玉米、土豆及木薯的衍生物)或可消化淀粉干预,分析肠道菌群;② 仅玉米和木薯RS4s能影响肠道菌群β和α多样性,提高具有底物特异性OUT的丰度;③ 玉米和木薯RS4s可增加利用RS4s产短链脂肪酸(丁酸、丙酸)微生物的丰度,且对肠道菌群影响有剂量依赖,35 g/d的剂量或达到平台期;④ 个体对RS4s反应不同,但主要影响(对底物特异性菌群富集和剂量依赖性)一致;⑤ 人淀粉分解细菌对RS4s黏附和利用存在差异。
【主编推荐语】膳食纤维对肠道菌群的影响通常被认为是有益的。然而,尚不清楚是否可以通过利用微小结构差异的膳食纤维,精确并可预测地调节肠道微生物群,尤其是肠道菌的代谢活动。Cell Host and Microbe最近的研究,纳入40名健康个体,分别给予3种结构差异较小的化学改性抗性淀粉(分别为玉米、土豆及木薯的衍生物,化学结构和颗粒大小不同) 膳食纤维及可消化的玉米淀粉干预,分析肠道菌群结构。结果表明,结构差异较小的抗性淀粉对肠道菌群产生不同的、高度特异性的影响,并直接影响短链脂肪酸的产量。如玉米IV型抗性淀粉可特异性富集Eubacterium rectale,增加丁酸产量;木薯IV型抗性淀粉则特异性富集Parabacteroides distasonis,增加丙酸含量。并且,抗性淀粉对肠道菌群影响有剂量依赖性,35 g/d的剂量或使其作用达到平台期。(@nana)
Precision Microbiome Modulation with Discrete Dietary Fiber Structures Directs Short-Chain Fatty Acid Production
2020-01-30, doi:10.1016/j.chom.2020.01.006
延伸阅读: 【微生态】

港中大团队:我国南方人肠道菌群中常见多种梭杆菌,或与大肠癌有关

Gut [IF:17.943]
① 分析全球16个人群的3157个肠道宏基因组,研究梭杆菌属的分布情况及其潜在的结直肠癌(CRC)相关基因组特征;② 不论是否患有CRC,中国南方人群中多个已知和未知的梭杆菌类群的普遍性、相对丰度和多样性,都高于其它地区人群;③ 除了具核梭杆菌,可变梭杆菌等梭杆菌类群也在CRC中富集;④ 在可变梭杆菌和溃疡梭杆菌等细菌类群中,均能检测到与CRC相关的FadA黏附素的同系物,且在CRC人群中含量丰富,但是否会增加CRC风险还需进一步研究。
【主编推荐语】梭杆菌属中,具核梭杆菌在结直肠癌(CRC)中富集,FadA黏附素可能介导了这种细菌对CRC的促进作用。Gut近期发表的来自香港中文大学团队的研究发现,我国南方人群的肠道菌群中,多个梭杆菌属细菌类群都比在其它人群中更为常见,含量和多样性也更高,并且从可变梭杆菌(F. varium)和溃疡梭杆菌(F. ulcerans)等多个梭杆菌菌种中,鉴定出FadA同系物的存在,或许与CRC相关。这些发现不仅扩充了与CRC有潜在关联的肠道细菌种类,也揭示出不同人群中梭杆菌属细菌的分布和多样性差异,再次提示基于菌群类群特征的诊断和治疗方法需要针对不同人群进行“量身定制”。(@mildbreeze)
Southern Chinese populations harbour non-nucleatum Fusobacteria possessing homologues of the colorectal cancer-associated FadA virulence factor
2020-02-12, doi:10.1136/gutjnl-2019-319635

港中大团队:胃部菌群与胃癌发生的关系

Gut [IF:17.943]
① 587名幽门螺杆菌(H. pylori)阳性患者,分别接受H. pylori根除或安慰剂;② 根除1年后胃部菌群互作减少,安慰剂组基本不变;③ 根除H. pylori后的胃炎患者,鲁氏不动杆菌和咽峡炎链球菌等增高, Roseburia菌属和鞘氨醇单胞菌属等减少;④ 口腔中消化链球菌属和链球菌属等细菌,与胃萎缩(GA)和肠上皮化生(IM)的发生和持久性相关;⑤ 根除H. pylori后GA患者F. praustznii减少,IM患者氨基酸和肌醇磷酸代谢增加、叶酸合成和NOD样受体信号减少。
【主编推荐语】感染幽门螺旋杆菌的个体中,只有不到3%会发展为胃癌,约20%的慢性胃炎患者为幽门螺旋杆菌阴性,其他微生物可能引起胃炎症和胃癌发生。Gut近期发表来自香港中文大学文章,对接受根除幽门螺旋杆菌治疗的患者与接受安慰剂治疗的患者进行了为期一年的回顾性研究,发现根除幽门螺旋杆菌后,胃部其它微生物与胃炎症、胃萎缩和胃黏膜的肠上皮化生(即胃粘膜中出现类似小肠或大肠粘膜的上皮细胞,可能促进癌变)相关。本研究结果提示,在没有幽门螺旋杆菌的情况下,胃微生物在胃癌前期病变的发展和持续过程中具有潜在作用,这或可作为预防胃癌发生的治疗靶点。(@nana)
Gastric microbes associated with gastric inflammation, atrophy and intestinal metaplasia 1 year after Helicobacter pylori eradication
2020-01-23, doi:10.1136/gutjnl-2019-319826

微生物组如何影响癌症进程和疗效?(观点)

Trends in Cancer [IF:8.884]
① 微生物组或通过影响血浆代谢物水平、中枢神经系统、机体奖励机制及对药物的反应等代谢途径间接影响癌症;② 定植于肿瘤组织或与原发瘤共同迁移至转移灶的共生菌或直接影响癌症进程和治疗,但机制尚不明确;③ 了解微生物、免疫和癌症之间的复杂反馈,以及它们对免疫治疗的影响需要多学科方法和系统视角;④ 放疗、化疗、骨髓移植等癌症治疗损害原有微生物组并导致各种并发症,因此癌症治疗后的微生物组重建对疗效的提高至关重要。
【主编推荐语】微生物组或影响癌症进展和治疗反应,但具体作用尚不清楚,需要更多的研究。最新发表在Trends in Cancer的观点文章详细分析了微生物组对癌症进程和治疗的直接或间接影响方式。微生物组与癌症之间的互作是两个复杂系统的互作,或需引入系统生物学的方法进行分析。目前已有一些改变恢复癌症患者微生物组的治疗方法正在进行试验,但仍需要进一步探究以更好地治疗癌症。(@Lexi)
The Cancer Microbiome: Distinguishing Direct and Indirect Effects Requires a Systemic View
2020-02-07, doi:10.1016/j.trecan.2020.01.004
延伸阅读: 【肠道产业】

王刚+谢鹏+胡少华等:或能区分单相和双相抑郁症的肠道菌群标志物

Advanced Science [IF:15.804]
① 纳入165名重度抑郁(MDD)患者、217名双相障碍(BD)患者和217名健康对照(HC),16S rRNA基因测序分析表明,肠道菌群组成在3组间差异显著;② 相比HC组,MDD中13个OTU丰度改变,以拟杆菌科OTU的共变变化为特征,而BD中44个OTU丰度改变,以普雷沃氏菌科、毛螺菌科、瘤胃球菌科OTU的共变变化为特征;③ 用含26个OTU的菌群标志物,可较准确地区分MDD、BD和HC,其中4个OTU与MDD或BD的严重程度相关。
【主编推荐语】对于重度抑郁症(MDD)和双相情感障碍(BD)患者来说,准确的诊断是正确治疗的前提,但由于两种疾病存在重叠的症状,临床上往往容易出现误诊,从而耽误治疗。首都医科大学北京安定医院王刚团队、重庆医科大学第一附属医院谢鹏团队和浙江大学医学院第一附属医院胡少华团队等合作,近日在Advanced Science发表研究,通过分析对比MDD、BD和健康人的肠道菌群组成,鉴定出可用于区分MDD和BD的菌群特征标志物,为这两种疾病的临床诊断提供新途径。(@mildbreeze)
Gut Microbial Signatures Can Discriminate Unipolar from Bipolar Depression
2020-02-05, doi:10.1002/advs.201902862

Nature子刊:菌群通过改变DNA甲基化以调控肠道稳态及炎症

Nature Microbiology [IF:14.3]
① 分离正常小鼠及无菌小鼠的结肠隐窝中的肠道上皮细胞(IEC),对IEC中的mRNA转录组及DNA甲基化进行对比分析;② 肠道菌群改变IEC中多个基因的表达,824个基因上调(多与有丝分裂相关),358个基因下调(多与细胞外基质及代谢过程相关);③ 肠道菌群改变IEC中的DNA甲基化,12983个低甲基化区域(LMR)的甲基化水平降低,3115个LMR的甲基化水平升高;④ 在正常小鼠中低甲基化且高表达的300个基因中,多为维持肠道稳态的“哨兵炎症基因”。
【主编推荐语】Nature Microbiology上发表的一项最新研究,对比分析了正常小鼠及无菌小鼠的肠道上皮细胞中的基因表达及DNA甲基化谱,鉴定出了因暴露于肠道菌群而发生表达变化或DNA甲基化变化的基因,并发现菌群的存在促进了一些维持肠道稳态的“哨兵炎症基因”(sentinel inflammatory genes)的去甲基化以增强其表达,提示菌群可通过调节表观遗传组以维持肠道稳态。(@szx)
The microbiota programs DNA methylation to control intestinal homeostasis and inflammation
2020-02-03, doi:10.1038/s41564-019-0659-3

Nature子刊:超长DNA片段提取助力纳米孔测序对复杂环境单菌基因组的组装

Nature Biotechnology [IF:31.864]
① 虽然基因组中重复元件结构对于理解基因组功能至关重要,但使用常规短读长的测序去组装重复元件非常困难;② 本文提出一套测序流程(Lathe)结合长读长序列组装和短读长序列纠错可以从复杂的微生物群落中组装完整的基因组;③ 这套流程成功在12种细菌的模拟群落中组装出7个完整基因组,在13个人类粪便样本中组装了20个环状基因组;④ 这一方法将在研究微生物功能尤其是重复元件的作用等方面具有广阔应用前景。
【主编推荐语】基于二代测序让我们对复杂环境微生物群落组成和功能有了进一步的认识,然而更深层次的研究就需要从复杂环境中组装得到完整基因组,虽然三代测序准确率有待提升,但是却帮助我们将序列读长扩展到足够用的地步,可我们却还是无法从复杂环境中得到可用于三代测序的大片段DNA。因此,从复杂环境中组装完整基因组的工作,从样本提取就开始困难重重,本文提出了一整套方案,从样本提取到下游的生物信息学分析,带我们跨越障碍,组装高质量基因组。(@刘永鑫-中科院-宏基因组)
Complete, closed bacterial genomes from microbiomes using nanopore sequencing
2020-02-10, doi:10.1038/s41587-020-0422-6

超40万人数据揭示不同食物与中风风险的关联

European Heart Journal [IF:23.239]
① 纳入来自9个欧洲国家的418329名受试者,平均随访12.7年,通过问卷调查评估饮食情况;② 随访期间共发生4281例缺血性中风及1430例出血性中风,利用校正多变量后的Cox回归分析评估中风与饮食的关联;③ 摄入更多的水果+蔬菜、膳食纤维、牛奶、酸奶及奶酪与更低的缺血性中风的风险相关,摄入更多的红肉与更高的缺血性中风的风险相关;④ 摄入更多的鸡蛋与更高的出血性中风的风险相关。
【主编推荐语】European Heart Journal上发表的一项前瞻性队列研究结果,对超过40万名欧洲人进行了超过10年的随访,发现饮食摄入情况显著影响了中风风险,其中,摄入更多的水果、蔬菜、膳食纤维、乳制品与更低的缺血性中风风险相关,而摄入更多的鸡蛋与更高的出血性中风风险相关。(@szx)
The associations of major foods and fibre with risks of ischaemic and haemorrhagic stroke: a prospective study of 418 329 participants in the EPIC cohort across nine European countries
2020-02-24, doi:10.1093/eurheartj/ehaa007

Cell子刊:限制甲硫氨酸摄入或可治疗自身免疫疾病

Cell Metabolism [IF:22.415]
① 代谢组学分析显示,活化T细胞可快速摄取甲硫氨酸,并将后者作为S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM,可作为通用的甲基供体)的主要合成底物;② 限制甲硫氨酸可减少T细胞内的SAM水平;③ 在Th17细胞中,限制甲硫氨酸可在细胞增殖及细胞因子产生的关键基因的启动子区域降低组蛋白H3K4的甲基化,以抑制Th17细胞的扩增;④ 在实验性自身免疫性脑脊髓炎小鼠模型中,限制甲硫氨酸的摄入可减少致病性Th17细胞的扩增,以缓解T细胞介导的神经炎症。
【主编推荐语】Cell Metabolism上发表的一项最新研究,报道了饮食中的甲硫氨酸调控T细胞应答的机制:活化T细胞可快速摄取甲硫氨酸,将其作为甲基供体——S-腺苷-L-甲硫氨酸(SAM)的合成底物。在Th17细胞中,限制甲硫氨酸可减少细胞内的SAM,以抑制关键基因的启动子的组蛋白甲基化修饰,从而抑制Th17细胞的扩增。在自身免疫疾病小鼠模型中,限制甲硫氨酸的摄入可抑制T细胞介导的神经炎症。结果提示,调节饮食中的甲硫氨酸摄入或可作为治疗自身免疫疾病的策略。(@szx)
Methionine Metabolism Shapes T Helper Cell Responses through Regulation of Epigenetic Reprogramming
2020-02-04, doi:10.1016/j.cmet.2020.01.006
延伸阅读: 【Medical Xpress】

Nature Reviews:肠道脂代谢与疾病(综述)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:23.57]
① 膳食脂类在肠上皮细胞摄取和酯化,经内质网包装和高尔基体转运分泌到淋巴系统;② 缺乏参与脂代谢的蛋白和酶会导致以脂类和脂溶性维生素吸收缺陷为特征的疾病,如无β脂蛋白血症和乳糜微粒贮积病;③ 上皮细胞胞质中的脂滴可动态储存三酰甘油,并多维度参与脂质代谢;④ 针对如肠腔脂肪酶、胆汁酸和NPC1L1、MGAT2、DGAT1和MTP等与吸收过程相关的蛋白及分子的药物可治疗饮食引起的肥胖症及其并发症;⑤ 小肠肠道菌群可调节宿主代谢和膳食脂类。
【主编推荐语】人体脂类主要包括脂肪(如三酸甘油)、磷脂和类固醇(如胆固醇),其中膳食脂类的主要包括为三酸甘油、酯化胆固醇和磷脂。本文介绍了膳食脂类的消化、吸收、胞内再合成及最终排入淋巴系统的过程,也介绍了人体中脂类的归处,如可组成高密度脂蛋白、低密度脂蛋白和胞内脂滴或进行脂肪酸氧化。最后作者提到了近期小鼠实验发现了肠道菌群在脂质代谢中起调节左右,但仍需进一步探索至特定菌种甚至是菌株。(@潇洒小姐陈)
Regulation of intestinal lipid metabolism: current concepts and relevance to disease
2020-02-03, doi:10.1038/s41575-019-0250-7
肠道菌群临床研究登上NEJM & 益生菌小专题
本期话题:骨髓移植,预后预测,益生菌,营养不良,急性胃肠炎,便秘,餐后血脂,帕金森,脂肪肝,抗肿瘤
2020-02-29
《科学》:孕期饮食和肠道菌群,如何影响后代长期代谢健康?
本期话题:孕期肠道菌群,代谢,热量限制,衰老,小RNA,钠盐,心血管,饮酒,阿尔茨海默,茶
2020-02-28
北大郑乐民团队突破:全新的促脂肪肝肠道菌群代谢产物!
本期话题:菌群-宿主互作,脂肪肝,TMAVA,代谢组学,胆汁酸,高血压,噬菌体,FMT,桑黄多糖
2020-02-27
胎儿肠内有无菌?《自然·医学》再聚焦
本期话题:生命早期肠道菌群,菌群-免疫互作,行为,拟杆菌,IgA,互养,生信,益生元
2020-02-26
《自然·医学》揭秘:肠道菌群如何与宿主联手抑制致病菌
本期话题:菌群-免疫互作,IL-22,IBD,肠屏障,胆汁酸,Treg,ILC,免疫发育,I型干扰素
2020-02-25
《柳叶刀》:人工智能预测大肠癌预后,助力个体化治疗
本期话题:大肠癌,深度学习,预后标志物,肿瘤耐药,lncRNA,微生物组,胰腺癌,流行病学
2020-02-24
饮食健康中的盐、微量元素和活性物质
本期话题:低钠盐,铁,硒,黄酮醇,脂肪,可可,老年人,地中海饮食,饮食-菌群互作,饮食模式
2020-02-23
见微知著:从细微处了解肥胖与代谢疾病
本期话题:2型糖尿病疗法,减重,腰围,TMAO与肥胖,TMAO与心血管疾病,脂代谢,胰腺菌群
2020-02-22
《细胞》:肠道菌如何激活蔬菜中的有益营养素
本期话题:饮食-菌群互作,植物营养素,抑郁症,合生制剂,膳食纤维,丙酸,个人护理产品
2020-02-21
减肥效果好不好?菌群或许能预测
本期话题:减肥干预,预测标志物,年龄,梭杆菌,大肠癌,生信,粪菌移植,虫草多糖
2020-02-20