Science:菌群如何通过肠神经来调控血糖?

Science [IF:41.845]
① 小鼠不同肠段的内源性肠相关神经元(iEAN)呈现菌群依赖性的转录组特征(如一些神经肽的表达),回肠和结肠所受的影响大于十二指肠;② 回肠和结肠中富集受菌群调节的CART+ 神经元,其轴突连接至椎前神经节,从而经交感神经与肝脏和胰腺形成神经回路,调节进食和糖代谢;③ 菌群可调控iEAN数量,抗生素给药会导致由NLRP6和Caspase 11介导的回肠和结肠iEAN减少,以及与CART+ 神经元丢失有关的血糖降低。
【主编推荐语】肠道相关神经元(EAN)包括一系列支配胃肠道的神经元,可监控饮食和共生菌群等多种多样的信号,并对其作出反应。其中,内源性EAN(iEAN)具有自主性,主要功能为调控肠道运动和分泌功能。肠道菌群如何影响iEAN,目前仍所知有限。Science最新发表了美国洛克菲勒大学Daniel Mucida团队的研究,通过对比有菌和无菌小鼠不同肠段的iEAN,阐释了菌群对不同区域的iEAN的功能和数量的影响。该研究还揭示了一种由iEAN介导的菌群对血糖的调控机制:受菌群调节的CART+ 神经元从肠道出发,经交感神经节,与肝脏和胰腺形成神经回路,从而以不依赖于中枢神经系统的方式对血糖进行自主调控。这一外周神经回路的发现,也为治疗糖尿病等代谢疾病,提供了新思路。(@mildbreeze)
Microbiota-modulated CART+ enteric neurons autonomously regulate blood glucose
2020-08-28, doi:10.1126/science.abd6176

自体粪菌移植可维持特定饮食干预的减重效果

Gastroenterology [IF:17.373]
① 90名中心型肥胖或血脂异常患者随机分为3组,分别接受6个月的不同饮食干预:健康饮食指南、地中海饮食、绿色地中海饮食;② 饮食干预结束2个月后,患者分别接受aFMT或安慰剂治疗,共服用100粒粪菌胶囊,持续6个月;③ 饮食干预结束8个月后,不同饮食组的体重反弹无显著差异;④ 仅在绿色地中海饮食组中,饮食干预显著改变了患者的菌群组成,且aFMT显著抑制了体重、腰围及胰岛素水平的反弹,并促进了减重相关特定细菌及菌群代谢通路的保留。
【主编推荐语】Gastroenterology上发表的一项最新研究,90名中心型肥胖或血脂异常患者随机接受6个月的3种不同的饮食干预:健康饮食指南、地中海饮食、绿色地中海饮食(多摄入绿色植物及多酚)。干预结束后,将患者自己的粪菌制成胶囊用于随后的粪菌移植试验。干预结束2个月后,患者分别摄入自体粪菌胶囊或安慰剂,持续治疗6个月。结果发现,仅在绿色地中海饮食组中,饮食干预可显著改变患者的菌群组成,且自体粪菌移植可显著抑制体重、腰围及胰岛素水平的反弹。(@aluba)
Effects of Diet-Modulated Autologous Fecal Microbiota Transplantation on Weight Regain
2020-08-25, doi:10.1053/j.gastro.2020.08.041

Cell子刊:研究人肠道病毒组的重要新资源

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 纳入32项研究的2697个人类肠道宏基因组,获得了33242个接近种水平的病毒分类单元,97.7%为噬菌体,构建的肠道病毒组数据库(GVD)可大幅提升对病毒的检出率;② 分析GVD表明,人肠道病毒组呈现高度的个体特异性,不同研究之间由于方法学差异造成了明显的数据偏倚;③ 与富集病毒颗粒的宏基因组相比,没进行富集的宏基因组有更高的病毒检出率;④ 西方健康人的肠道病毒组多样性呈现降低→升高→降低的变化趋势,婴儿和成年阶段的多样性最高。
【主编推荐语】目前关于人肠道病毒组的研究至少发表了32项,但不同研究之间存在不一致的结果。Cell Host and Microbe发表的一项新研究中,美国俄亥俄州立大学的研究者对这32项研究的数据进行了整合,构建了一个系统性的人肠道病毒组数据库,用其评估了这些研究的偏倚性和不同研究方法对病毒数据的影响,并分析了人一生中的病毒组演变规律。该研究为今后的肠道病毒组研究提供了重要资源。(@mildbreeze)
The Gut Virome Database Reveals Age-Dependent Patterns of Virome Diversity in the Human Gut
2020-08-23, doi:10.1016/j.chom.2020.08.003
延伸阅读: 【ScienceDaily】

微生物组“生物银行”的建设面临巨大挑战(综述)

Trends in Microbiology [IF:13.546]
① 微生物组是由细菌、古菌、真菌、藻类、原生生物和病毒组成的动态复杂系统;② 作为“生物银行”重要组成的医用粪便样品,正引领样品处理流程和质量协议的发展;③ 微生物组保藏要明确保藏对象及最佳保藏方法,以保证其功能和组成的完整性;④ 保藏对象包括但不限于共生菌群、基因组DNA、总RNA、蛋白、代谢物等;⑤ 需考虑样品大小、保藏过程中的基因组漂移、低温冷冻保存对低温敏感菌株的影响等;⑥ 需优化保藏和评估方法,以使样品保持原始状态。
【主编推荐语】传统上,微生物学研究依赖于分离的可培养微生物,相应的通用型实验技术和分析方法可确保微生物学研究的质量和可重复性。而随着微生物组研究领域迅速发展,微生物学科面临着科学方法的范式转变,即从保存单种培养物转向保存复杂的微生物群落,这就需要发展相应的基础设施。但目前所需的生物库(“Biobanks”)基础设施不够完善,没有为微生物组的研究做好充分准备。发表在Trends in Microbiology上的一项综述文章,讨论了微生物组样本的保藏目的、保藏对象和保藏方法,以及它们应该如何支持微生物组学研究,并指出现有保藏方法的局限性。因此,迫切需要优化及开发菌种保藏和评估方法,以保证复杂微生物样本的功能和组成的完整性。(@EADGBE)
Development of Microbiome Biobanks – Challenges and Opportunities
2020-08-13, doi:10.1016/j.tim.2020.06.009

Nature子刊:新型GH16家族O-聚糖酶用于肠道黏蛋白降解

Nature Communications [IF:12.121]
① 从四种肠道黏蛋白降解菌中鉴定出9个GH16家族的O-聚糖酶;② 它们的重组蛋白均能降解肠道黏蛋白生成寡糖链,为内切酶;③ 它们降解Galβ1,4GlcNAc连接,且活性依赖于-2位的β1,3连接糖的存在;④ 除了Amuc_0724对昆布多糖活性较高,它们对传统GH16家族蛋白底物几无活性;⑤ 晶体结构分析表明,它们的底物特异性与活性口袋构象有关;⑥ O-聚糖酶与其它外切碳水化合物活性酶结合应用于人黏蛋白聚糖谱的分析,有助于发现疾病特异性生物标记物。
【主编推荐语】肠道黏液层是将肠道组织、免疫系统与肠道菌群、致病菌、内容物分离的重要屏障。肠道菌群的一些成员可利用黏蛋白作为营养来源,但是缺乏对用于分解这些复杂大分子的机制的理解。发表在Nature Communications上的一项研究,通过数据挖掘在四种主要的肠道黏蛋白降解菌(B.thetaiotaomicron,B.fragilis,B.caccae和A.muciniphila)中鉴定了9个GH16家族的O-聚糖酶,对它们的底物谱、作用方式、晶体结构等进行了详细表征,为了解黏蛋白被正常菌群分解的机制提供了重大进展。同时,还表明这些酶具有在肠道疾病状态下探索O-聚糖结构变化的潜在用途。(@EADGBE)
Prominent members of the human gut microbiota express endo-acting O-glycanases to initiate mucin breakdown
2020-08-11, doi:10.1038/s41467-020-17847-5

控制食源性细菌的新方法:使用脂质基纳米递送系统传递抗菌素(综述)

Advances in Colloid and Interface Science [IF:9.922]
① 纳米脂质体、纳米乳剂、固体脂质纳米粒(SLNs)和纳米脂质载体(NLCs)等脂质基纳米载体能有效递送抗菌素,减少食源性细菌;② 纳米脂质体和纳米乳剂为液体型载体,可稳定递送非极性物质,前者靶向性强,后者适合大规模量产,但二者释放抗菌素速度过快;③ SLNs和NLCs为固体型载体,前者封装效率高且靶向性强,后者封装量大且可稳定储存,二者释放抗菌素速度较慢;④ 结合使用抗菌素脂质基纳米载体和可生物降解的抗菌膜也是有效的抑菌策略。
【主编推荐语】为减少包括具有抗生素抵抗性的食源性细菌,盐、硝酸盐、香精油、多酚、金属、脂肪酸和细菌素等多种抗菌素被应用于食品制造中,但由于直接使用的效率低下,现常用脂质基纳米递送系统来有效递送抗菌素。Advances in Colloid and Interface Science的这篇综述介绍了4个主要的脂质基纳米递送系统类型,分别列举了其制作方法和优缺点,证明了该递送系统未来在封装抗菌素等生物活性物质中的作用。值得注意的是,作者在文末提及目前还没有关于抗菌素脂质基纳米递送系统的全面性研究,并且未来还需模拟封装的抗菌素在细胞中释放的动力学,并研究纳米递送物与不同细胞膜和细胞壁接触时的行为特征。(@潇洒小姐陈)
Lipid-based nano delivery of antimicrobials to control food-borne bacteria
2019-07-06, doi:10.1016/j.cis.2019.07.005
今日Nature:两株小肠细菌狼狈为奸,恶化神经炎症
本期话题:菌群-免疫互作,协同作用,脂代谢,婴儿菌群,计算模型,体外共培养,室内菌群,干细胞,十二指肠
2020-08-27
果糖伤肝?关键还在肠道
本期话题:果糖,肠屏障,miRNA,抗生素,口腔菌群,围产期,生命早期,针灸,帕金森,磷酸三苯酯
2020-08-26
Immunity重磅综述双发,再聚焦饮食-菌群-免疫铁三角
本期话题:饮食-菌群-免疫互作,食物过敏,溶菌酶,肠道炎症,环状RNA,免疫细胞,肠屏障,艰难梭菌
2020-08-25
防治大肠癌,后生元能否开启新天地?
本期话题:结直肠癌,lncRNA,手术预后,膳食亚油酸,后生元,免疫治疗,肾癌,胃癌,胰腺癌,食管癌早筛
2020-08-24
未来趋势?“虚拟数字双胞胎”或将助力精准营养
本期话题:精准营养,咖啡,糖尿病,膳食固醇,心血管,超加工食品,低GI,PCOS,有机食品,头发,衰老
2020-08-23
9文聚焦:宏基因组学与微生物组分析方法和工具
本期话题:生物信息学,宏基因组学,菌株水平,绝对丰度,分析方法和工具,注释,噬菌体
2020-08-22
今日Science:特定肠道噬菌体或增强抗肿瘤免疫
本期话题:抗肿瘤免疫,噬菌体,血型,微生物组大数据,体外模型,肠道黏液层,多糖,抗性淀粉,低渗胁迫
2020-08-21
从肠至脑 or 从脑至肠?帕金森病与肠道的超强综述发出
本期话题:肠脑轴,帕金森病,自闭症,慢性便秘,肠神经系统,SIBO,小檗碱,FMT,胃食管反流
2020-08-20
肝肠轴新突破:血管“免疫防火墙”需要肠道菌群
本期话题:肠肝轴,肝巨噬细胞,吸氧,NASH,母婴菌群,辅助生殖,多形拟杆菌,共生菌,帕金森病,功能性胃肠病
2020-08-19
错综复杂:4篇高分综述解读饮食与免疫的关系
本期话题:饮食-免疫互作,食物过敏,定殖抵抗,乳糜泻,营养不良,嗜酸性食管炎,粪菌移植,GVHD
2020-08-18