Nature子刊:多因素机器学习模型预测餐后代谢反应

Nature Medicine [IF:36.13]
① 纳入1002名英国受试者进行试验,探究多种因素与餐后甘油三酯(TG)、血糖和胰岛素反应的关系,并在另一队列中验证;② 餐后代谢反应有明显的个体差异,TG、血糖和胰岛素的变异系数分别为103%、68%和59%;③ 饮食成分、用餐背景和遗传因素(SNP)对餐后血糖反应有较高的解释度(15.4%、~7.6%和9.5%),但对TG和胰岛素的解释度较低;④ 肠道菌群对餐后TG、血糖和胰岛素反应的解释度为7.5%、6.4%和5.8%;⑤ 建立机器学习模型可预测餐后TG和血糖。
【主编推荐语】对食物的代谢反应可影响心血管代谢疾病的风险,但目前仍缺少大规模高分辨率的相关研究。《Nature Medicine》发表的一项最新研究,纳入了英国PREDICT1研究中的1002名健康受试者(包括几百名双胞胎),分析了他们的餐后代谢反应情况(甘油三酯、血糖、胰岛素),及其与膳食成分、日常饮食、用餐背景(之前的饮食、进餐顺序/时间、睡眠、运动等)、人体和临床生化指标、遗传、肠道菌群等因素的关系,并在一个独立的美国队列中进行了验证。该研究发现,遗传因素(基于SNP分析)对于餐后的代谢反应(特别是甘油三酯)似乎并没有起到主导作用,而一些可变因素(如用餐背景)的作用则比预期的要大。研究者使用机器学习开发了一个预测个体餐后反应的模型,在血糖和甘油三酯预测方面有相对较好的表现。这些发现对于进一步开发个体化的饮食营养干预策略有参考意义。(@mildbreeze)
Human postprandial responses to food and potential for precision nutrition
2020-06-11, doi:10.1038/s41591-020-0934-0

Nature子刊:肠道菌群产的鞘脂可影响宿主脂代谢

Nature Communications [IF:12.121]
① 结肠肠腺癌细胞系Caco-2可吸收并代谢细菌产的鞘脂(SL)骨架鞘氨醇,而其自产的鞘氨醇因此被抑制;② 细胞培养和小鼠实验证明,源于野生型多形拟杆菌(BTWT)的脂质可被Caco-2和小鼠肠上皮细胞吸收;③ 无菌小鼠定植BTWT后,其肠道和肝脏的SL水平均高于定植不产SL的多形拟杆菌的无菌小鼠;④ 口服BTWT补剂后,无脂肪食物喂养的正常小鼠的肝脏自产SL速度下降;⑤ 口服BTWT补剂可升高饮食导致胰岛素抵抗的小鼠的肝脏SL(如神经酰胺)水平。
【主编推荐语】鞘脂(SL)是哺乳动物体内重要的信号分子,与代谢紊乱息息相关。其中研究最多的一种SL是神经酰胺 ,它被认为与胰岛素抵抗相关。动物研究表明,降低肝脏神经酰胺的水平能缓解胰岛素抵抗。饮食是获得SL的一个重要方式,但其实人体肠道中的主要菌群成分拟杆菌门也是重要的SL来源。本文因此想要探究拟杆菌门产的SL对宿主肝脏的SL代谢的影响。作者先后使用细胞培养、无菌小鼠特定菌群定植和给传统喂养小鼠喂细菌补剂的方式,证明了拟杆菌门产的SL可调节宿主肝脏中具有生物活性的脂质水平。具有生物活性的脂质或可加入短链脂肪酸、次级胆汁酸、细胞内毒素、三甲胺和吲哚等代谢物,成为可调节宿主健康的肠道菌群产物之一。(@潇洒小姐陈)
Sphingolipids produced by gut bacteria enter host metabolic pathways impacting ceramide levels
2020-05-18, doi:10.1038/s41467-020-16274-w

Nature子刊:多形拟杆菌中糖胺聚糖代谢途径解析

Nature Communications [IF:12.121]
① 多形拟杆菌多糖利用基因座(PUL)包含多糖裂解酶(PL)、糖苷水解酶、硫酸酯酶、转运蛋白、结合蛋白(SGBP)等,受糖胺聚糖(GAG)底物诱导;② 酶活测定及突变分析表明,不同PL底物谱不同;③ SGBP及转运蛋白具有不同底物结合度;④ BT3328(PL)和SGBP(BT3329,BT3330)在细菌表面存在相互作用;⑤ 11种不同拟杆菌对GAG底物利用率不同,与其是否编码相关功能蛋白相关;⑥ 比较基因组分析表明,PUL只存在于拟杆菌特定种类,且组织结构高度变异。
【主编推荐语】糖胺聚糖(GAG)是多形拟杆菌(B.thetaiotaomicron)主要的优先利用营养素。按单糖残基、残基间连键的类型以及硫酸基的数目和位置,GAG可分为5个主要类别:透明质酸(HA)、硫酸软骨素(CS)、硫酸皮肤素(DS)、硫酸角质素(KS)及硫酸乙酰肝素和肝素(HP)。尽管HP代谢途径以及参与CS代谢的酶已有报道,但CS、DS、HA的代谢途径以及各个酶之间是如何协调作用的还不清晰。发表在《Nature Communications》上的一篇文章对多形拟杆菌的多糖利用基因座(PUL)进行了深入研究,鉴定了两个新的GAG结合蛋白,与多糖裂解酶(PL)协同作用促进GAG利用。并进一步研究了不同PL及其对应突变体的底物利用度、硫酸酯酶的三维结构以及PUL在不同拟杆菌的分布情况,填补了肠道细菌在糖胺聚糖代谢方面的空白。(@EADGBE)
Metabolism of multiple glycosaminoglycans by Bacteroides thetaiotaomicron is orchestrated by a versatile core genetic locus
2020-01-31, doi:10.1038/s41467-020-14509-4

北大口腔医院:调控菌群或可增强间充质干细胞对1型糖尿病的疗效

Theranostics [IF:8.579]
① 脂肪来源的干细胞(ADSC)可显著降低糖尿病小鼠的血糖水平,并显著改变其肠道菌群组成;② ADSC处理的糖尿病小鼠与PBS处理的糖尿病小鼠共培养后,可抑制ADSC的菌群调节作用及降血糖作用;③ 相比于ADSC处理,ADSC+抗生素处理可更显著地降低糖尿病小鼠的血糖水平;④ 机制上,抗生素处理通过增加肠道双歧杆菌属的丰度,并增加黏蛋白2的表达以抑制肠道细菌向胰腺的易位,同时上调TRPM7的表达以增加黏液层的厚度,从而增强ADSC的降血糖作用。
【主编推荐语】1型糖尿病患者可发生菌群失调,间充质干细胞移植是治疗1型糖尿病的潜在手段。来自北京大学口腔医学院的Yi Zhang团队及E Xiao团队在《Theranostics》上发表的一项最新研究,在1型糖尿病小鼠模型中发现,通过抗生素调控小鼠的肠道菌群,可导致特定菌群富集、肠道屏障功能增强及细菌易位减少,从而增强脂肪来源的干细胞的降血糖作用。该研究提示,调控菌群或可增强间充质干细胞移植对1型糖尿病的治疗效果。(@szx)
Depletion of the diabetic gut microbiota resistance enhances stem cells therapy in type 1 diabetes mellitus
2020-05-17, doi:10.7150/thno.44113

武汉协和医院:利用粪便菌群预测利福昔明治疗IBS-D的疗效

Pharmacological Research [IF:5.893]
① 纳入19名健康人和30名IBS-D患者,患者每日口服利福昔明,持续干预2周;② 根据干预前的粪便细菌组成与健康人是否相似将IBS-D患者分为两个亚组:IBS0和IBS1,基于ROC分析,可将粪便菌群失调指数高于-3.006的患者可诊断为IBS1;③ 与IBS0患者相比,利福昔明更好地改善了IBS1患者的腹部症状;④ 利福昔明增加了IBS1患者粪便中的双歧杆菌属,减少了大肠杆菌和肠杆菌属,并增强了IBS1患者的粪便细菌、真菌和黏膜细菌之间的关联。
【主编推荐语】利福昔明可通过调节肠道菌群治疗腹泻型肠易激综合征(IBS-D),但并非对所有患者有效。来自华中科技大学同济医学院附属协和医院的侯晓华团队在Pharmacological Research上发表的一项最新研究,发现部分IBS-D患者的粪便菌群组成显著不同于健康人,而另一部分则与健康人相似,在粪便菌群组成显著异于健康人的患者中,利福昔明的治疗效果更好。(@szx)
Fecal bacteria can predict the efficacy of rifaximin in patients with diarrhea-predominant irritable bowel syndrome
2020-05-26, doi:10.1016/j.phrs.2020.104936

国内团队:绝经后骨质疏松与肠道菌群及其代谢物的关系

Aging [IF:4.831]
① 纳入33名绝经后骨量减少患者、42名绝经后骨质疏松(PMO)患者及31名健康绝经后女性,进行粪便菌群测序及代谢组学检测;② PMO患者的骨密度和雌激素水平显著降低,骨转化标记物显著升高;③ PMO患者肠道菌群的丰富度和多样性降低,与腰椎BMD显著相关;④ PMO患者的粪便代谢谱失调,N-乙酰甘露糖胺升高,与骨密度负相关,并与细菌变化密切相关;⑤ 骨转化标记物与骨量减少患者中富集的Allisonella菌属、克雷伯菌属和巨球形菌属正相关。
【主编推荐语】来自厦门大学附属中山医院的Jian Chen团队、南方医科大学的Guangchuang Yu团队与上海健康医学院的Guohua Zheng团队在《Aging》上发表的一项最新研究,报道了绝经后骨质疏松症患者的肠道菌群多样性及组成变化,以及肠道菌群代谢产物的变化,并鉴定出了与骨密度及骨转化标记物相关的肠道细菌属及菌群代谢产物。(@szx)
Gut microbiota and metabolite alterations associated with reduced bone mineral density or bone metabolic indexes in postmenopausal osteoporosis
2020-05-11, doi:10.18632/aging.103168

国内团队:TMAO或不利于绝经女性骨骼健康

Aging [IF:4.831]
① 纳入绝经后髋部骨折的女性和年龄匹配的无骨折女性各286名,发现前者血清中氧化三甲胺(TMAO)水平显著高于后者;② 绝经女性中,上肢骨折合并髋部骨折患者的血清TMAO水平显著高于仅髋部骨折患者;③ 校正存在的其他风险因素后,高水平TMAO被证明是髋部骨折和上肢骨折合并髋部骨折的预测因子(TMAO增高1 uM,相对危险度分别为1.16和1.12);④ 血清TMAO水平升高与髋部骨折高风险相关,提示TMAO增高或促进绝经后女性的骨质疏松和骨折。
【主编推荐语】山东大学齐鲁医院的Yang Li团队和中国人民解放军陆军第80集团军医院的Shao-Guang Fan团队合作在《Aging》杂志发表文章,报道了一项匹配性病例对照研究。研究揭示出绝经女性的髋部骨折患者的血清中肠道菌群代谢产物TMAO水平显著增高,且血清TMAO水平升高与髋部骨折高风险相关,提示TMAO增高或促进绝经后女性的骨质疏松和骨折。(@爱的抉择)
Gut microbiota–dependent Trimethylamine N-Oxide are related with hip fracture in postmenopausal women: a matched case-control study
2020-06-01, doi:10.18632/aging.103283
美国胃肠病学会最新指南:益生菌改善常见胃肠疾病仍缺乏循证
本期话题:益生菌,胃肠疾病,药物-菌群互作,慢性肾病,菌群代谢物,肠-肾轴,肠-脑轴,急性肾损伤
2020-06-11
高水平IBD论文频发,大人群数据警示肠炎或促癌
本期话题:IBD,小肠癌,胰腺癌,PSC,乳糜泻,新冠,肠道炎症,细胞焦亡,巨噬细胞,炎性体
2020-06-10
《自然·医学》揭开医院中隐藏的耐药致病菌
本期话题:医院微生物组,耐药致病菌,新型抗生素,抗菌肽,可移动遗传元件,水平基因转移
2020-06-09
肠道菌群改变促进多发性骨髓瘤?湘雅团队揭示部分机制
本期话题:多发性骨髓瘤,大肠癌,TGF-β,肌肉脂肪沉积,炎症,二甲双胍,胃癌,药物临床,饮食,镉
2020-06-08
糖尿病人怎么吃?最新研究带来更多启发
本期话题:2型糖尿病,全谷物,食品加工,饮酒,多酚,豆类,白藜芦醇,肥胖,灵芝孢子油,IBD
2020-06-07
肠道菌群如何参与血糖调控?3项研究更新认知
本期话题:血糖调控,LPS,肠内分泌细胞,胆汁酸,肥胖,酒精性脂肪肝,地中海饮食,心血管,LDL
2020-06-06
今日《细胞》:睡眠太少促早死,“致命伤”或在肠道?
本期话题:睡眠,ROS,宿主-菌群互作,免疫疾病,粘膜免疫,真菌,肠道病毒感染,熊猫,动物模型,体重
2020-06-05
NC刊出发酵配方奶粉RCT,结果不俗
本期话题:菌群-药物互作,化疗应答,婴儿菌群,奶粉,非洲人,寄生虫,HIV,TMAO,中风
2020-06-04
肠脑轴热度不减,国内外9篇论文话突破
本期话题:肠-脑轴,抑郁症,色氨酸代谢,芳香烃受体,帕金森,自闭症,亚砷酸盐,高脂饮食,痴呆
2020-06-03
新冠病毒如何活跃于胃肠道?4项研究探索感染机制
本期话题:新冠,防御素,肠道感染,性别差异,肠屏障,粘膜免疫,沙门氏菌,鞭毛蛋白,维生素A
2020-06-02