巧用磁场,控制益生菌在肠内的空间定位!

Advanced Materials [IF:27.398]
① 工程益生菌具有诊断和治疗多种胃肠道疾病的潜力,本研究开发出一种磁性颗粒辅助的细胞定位方法(CLAMP);② 该方法利用磁场可穿透生物组织的特性,通过磁性微粒磁化待口服的菌体,在体内磁性微粒紧密堆积从而放大磁场信号,实现体外操纵细菌;③ 通过该方法,可以使益生菌Nissle 1917在小鼠体内定殖增强,及其在肠道内的滞留时间也有所延长;④ CLAMP系统可以实现在胃肠道中较高的空间定位,在更大的动物体内也有应用前景。
【主编推荐语】工程益生菌具有诊断和治疗多种胃肠道疾病的潜力,然而,由于缺乏对其定位以及持久性的外部控制,这些外源性细菌制剂在胃肠道特定区域的有效定植能力有限;Advanced Materials上发表的一项研究,开发了一种由磁颗粒辅助的细胞定位方法(CLAMP),这种方法不仅利用了磁场可穿过生物组织的能力,同时通过体内局部放大磁场辅助体外磁场对胃肠道的微生物提供无创的空间控制;这种方法能确保即使有一定厚度的组织,磁场的强度仍能达到在空间位置及持续时长上有效控制益生菌的目的。(@Vera)
Spatial Control of Probiotic Bacteria in the Gastrointestinal Tract Assisted by Magnetic Particles
2021-03-11, doi:10.1002/adma.202007473

Nature Reviews:一文读懂胃肠道生物膜(综述)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:29.848]
① 微生物可附着于黏蛋白或食物颗粒,以生物膜的形式存在于胃肠道的黏膜表面或腔内;② 生物膜参与宿主健康与疾病,如为菌群提供稳定性/恢复力和定植抗性、作为代谢工厂参与食物和药物代谢,其组成、微生物互作和生物地理学特征等的异常改变与胃肠感染、大肠癌、IBD等疾病相关,或是潜在治疗靶点;③ 宿主-生物膜的相互作用受二者的成分调控,如多糖、蛋白质、膜囊泡、核酸、群体感应分子、黏蛋白、抗菌肽、硫化氢、免疫球蛋白和蛋白酶等。
【主编推荐语】肠道内存在以细菌为主的大量微生物,这些微生物通常以3种方式存在于胃肠道内:生物膜、生物膜分散物、游离细胞,其中存在于胃肠黏膜表面、由多微生物组成的生物膜,可能在菌群-宿主互作中扮演重要角色。Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology近期发表的综述文章,系统性地总结了胃肠道内的生物膜的特点,及其在宿主健康和疾病中的潜在作用,以及宿主-生物膜互作的调控因素;文章还介绍了生物膜的相关研究技术和模型,并对未来的研究方向进行了展望。推荐专业人士学习参考。(@mildbreeze)
Gastrointestinal biofilms in health and disease
2021-01-28, doi:10.1038/s41575-020-00397-y

浙江工商大学:木糖醇如何调节肠道菌群的平衡

Microbiome [IF:11.607]
① 在体内(小鼠)及体外(结肠模拟系统),添加木糖醇均未显著影响肠道菌群的结构;② 在体外,木糖醇可增加短链脂肪酸(尤其是肠腔丙酸盐及粘膜丁酸盐);③ 罗伊氏乳杆菌、脆弱拟杆菌及大肠杆菌之间通过利用木糖醇而存在交互共生关系;④ 拟杆菌属及毛螺菌科中存在的木糖醇脱氢酶、木酮糖激酶及木酮糖磷酸异构酶是木糖醇代谢中的关键酶;⑤ 木糖醇可促进双歧杆菌属的磷酸乙酰转移酶转录以增加丙酸盐的产生,后者降低pH值以限制大肠杆菌的生长。
【主编推荐语】木糖醇可被结肠菌群消化,促进有益细菌的增殖及短链脂肪酸的产生,但背后的机制尚未明确。浙江工商大学的朱炫团队在Microbiome上发表的一项最新研究,报道了木糖醇通过互养(cross-feeding)以调节肠道菌群平衡的机制:部分细菌中存在木糖醇代谢关键酶,与其它细菌形成利用木糖醇的互养关系,以增加短链脂肪酸的产生;而木糖醇又可促进磷酸乙酰转移酶的转录以增加丙酸盐的产生,从而降低pH值以抑制埃希氏杆菌属及葡萄球菌属等的生长。(@szx)
Xylitol enhances synthesis of propionate in the colon via cross-feeding of gut microbiota
2021-03-18, doi:10.1186/s40168-021-01029-6
延伸阅读: 【联川生物】

张晨虹团队:能量摄入、禁食和膳食结构,对代谢和菌群有何影响?

BMC Biology [IF:6.765]
① 正常饮食或高脂饮食小鼠分为4组:自由进食、CR、IF或IFCtrl;② 正常饮食组:IFCtrl的糖脂代谢改善效果与CR相似,IF无改善作用;③ 高脂饮食组:IF改善糖脂代谢,效果不如CR和IFCtrl;④ CR小鼠的肠道菌群结构稳定,并与自由进食小鼠有显著差异;⑤ IF及IFCtrl小鼠的肠道菌群在禁食-复食中表现出周期性动态变化,每个周期后的菌群分别与自由进食及CR小鼠相似;⑥ 无论进食方式与膳食结构,Lactobacillus murinus OTU2丰度较高与糖脂代谢改善相关。
【主编推荐语】上海交通大学的张晨虹团队在BMC Biology上发表的一项最新研究,喂食正常饮食或高脂饮食的小鼠分别进行自由进食、卡路里限制(CR:每日减少30%进食量)、间歇性禁食(IF:2日禁食+5天自由取食)及IF控制进食(IFCtrl:2日禁食+5天控制进食量,与自由进食组的日均进食量一致)干预,发现能量摄入、饮食结构和禁食时间对代谢健康的影响有交互作用,而不同的饮食方案可通过影响肠道菌群促进宿主代谢健康。(@szx)
The effect of calorie intake, fasting, and dietary composition on metabolic health and gut microbiota in mice
2021-03-19, doi:10.1186/s12915-021-00987-5
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