傅静远等Cell突破:从菌群基因层面,深挖人肠道菌群“指纹”和影响健康的机制

Cell [IF:38.637]
① 分析338人间隔4年的肠道菌群,发现菌群的物种组成、代谢通路和基因组成存在一定的个体内变化和长期稳定性,多样性较高的菌群有较高的稳定性;② 不同微生物物种的基因稳定性有差异,基于高个体特异性和稳定性的微生物基因组成特征构建菌群“指纹”,在2个队列中均能准确判断不同菌群样本是否来自同一人;③ 鉴定出190个纵向的微生物-宿主表型关联和519个微生物-血浆代谢物关联,主要涉及心血管代谢特征、维生素B和尿毒素,菌群可通过血浆代谢物影响宿主表型;④ 菌群的抗生素耐药性随时间增加,或与吃肉和养殖业抗生素使用有关。
【主编推荐语】肠道菌群伴随人的一生而改变,菌群的基因组成也处于动态的变化中,但相关研究还很缺乏。此外,尽管许多横断面研究报道了大量的菌群-宿主表型关联,但这些关联仍需在长期的纵向队列中进行评估。为解决这些问题,荷兰格罗宁根大学傅静远团队与合作者在Cell发表的一项最新研究中,对Lifelines-DEEP队列中的338人间隔4年的肠道菌群进行了系统性分析,特别从菌群的基因组成的层面,深入探索了肠道菌群随时间的变化、稳定性和个体特异性,首次建立了主要基于菌群基因组成特征(SNP和SV)的菌群“指纹”,能准确判断不同时间点的菌群样本是否属于同一人。该研究进一步分析了菌群与51个人体表型和1183个血浆代谢物之间随时间变化的纵向关联,并通过中介分析探究了三者的因果性关系,挖掘出特定微生物在心血管代谢疾病中的潜在作用机制。该研究还评估了抗生素耐药和毒力因子基因在肠道菌群中的纵向变化,及其背后的可能原因。不论是在方法创新还是研究发现的信息量上,这项研究都非常值得专业人士关注!我们特别对该研究共同通讯作者傅静远教授进行了专访(见“延伸阅读”),以飨读者。(@mildbreeze)
The long-term genetic stability and individual specificity of the human gut microbiome
2021-04-09, doi:10.1016/j.cell.2021.03.024

简化宏基因组测序实现菌株水平物种分类

Microbiome [IF:11.607]
① 本文R包用于分析简化宏基因组测序(RMS)数据,基于片段聚类和使用约束的普通最小二乘反卷积来估计所有菌群的相对丰度;② 模拟群落数据集显示,即使16S 100%相同,且全基因组差异< 0.02,也具有清晰的分离菌株的潜力,这表明RMS具有非常高的分辨率;③ 作者比较了RMS和鸟枪测序,发现当群落中有许多非常密切相关的基因组时,得到了更好的丰度估计;④ 由婴儿肠道的真实数据集表明RMS能够检测大肠杆菌随时间变化的菌株多样性梯度。
【主编推荐语】作为全鸟枪测序的替代方法,作者研究了使用简化宏基因组测序(RMS)方法来评估菌群组成的方法。这涉及使用双重消化的限制性相关DNA测序,这意味着仅对较小部分的基因组进行了测序。通过这种方法获得的读长集具有与扩增子和鸟枪法数据不同的特性,作者在 https://github.com/larssnip/microRMS 上以R包的形式提供了一个数据分析流程。作者发现,在菌株水平上解析菌群时,RMS是宏条形码或鸟枪测序的良好替代方案。像鸟枪宏基因组学一样,它需要一个良好的基因组参考数据库,非常适合研究人类肠道或存在许多参考基因组的其他菌群。(@刘永鑫-中科院-宏基因组)
Reduced metagenome sequencing for strain-resolution taxonomic profiles
2021-03-29, doi:10.1186/s40168-021-01019-8

南京中医药大学:肠道菌群与更年期动脉粥样硬化

Gut Microbes [IF:7.74]
① 高脂喂养导致去卵巢ApoE−/-小鼠(M鼠)出现明显动脉硬化、脂肪肝和高脂血症,脂质代谢和转运相关酶的mRNA水平分别升高和降低,而移植正常饮食的小鼠或经雌激素处理的M鼠的粪便可改善上述变化;② 与高脂喂养的未去卵巢小鼠相比,M鼠血浆中的胆固醇酯、甘油三酯、磷脂等脂代谢产物丰度更高,且肠道菌群多样性和组成明显改变,而补充雌激素可逆转上述变化;③ 肠道菌群和脂质代谢产物显著相关,表明血脂变化或与肠道菌群的破坏有关。
【主编推荐语】动脉粥样硬化(AS)在围绝经期加重,显著增加心血管疾病的发病率,肠道菌群的破坏与AS或绝经有关,但在围绝经期与AS相关的肠道菌群的具体变化在很大程度上仍不清楚。近期南京中医药大学卞慧敏教授和单进军教授作为通讯作者在Gut Microbes发表了关于围绝经期动脉粥样硬化进程中肠道菌群变化及其与循环脂质代谢产物关联的研究,并提示对于围绝经期补充雌激素可能对肠道细菌和脂质代谢产生有益作用。(@mildbreeze)
The gut microbiota during the progression of atherosclerosis in the perimenopausal period shows specific compositional changes and significant correlations with circulating lipid metabolites
2021-03-11, doi:10.1080/19490976.2021.1880220

国内团队:抗生素可损害肠屏障和肝脏抗病毒免疫

Frontiers in Immunology [IF:5.085]
① 共生肠道菌群可保护肠外器官的免疫防御能力;② 抗生素导致的肠道菌群减少会削弱宿主的抗病毒免疫反应并改变乙型肝炎病毒(HBV)感染的结局;③ 抗生素导致肠道菌群减少使结肠上皮的完整性受损, 共生细菌可以转移到肝脏 ;④ 肝脏中T细胞的抗病毒功能受损,这部分依赖于PD-1表达的增强,而且HBV的免疫清除受到阻碍;⑤ 肠道菌群减少延长了小鼠的HBV感染;⑥ 抗生素导致的肠道菌群减少损伤了肠道屏障功能,抑制肝脏中T细胞的抗病毒免疫反应。
【主编推荐语】抗生素引起的肠道微生物群减少可损害宿主抗病毒免疫反应并改变乙型肝炎病毒(HBV)的感染结果。然而,肠道微生物群如何调节肝脏的抗病毒免疫反应仍不清楚。华中科技大学同济医学院附属协和医院的Wang Junzhong和王宝菊与团队在Frontiers in Immunology上发表文章,发现抗生素的使用导致肠道微生物群减少,破坏肠道屏障的完整性,共生菌转移到肝脏,肝脏中T细胞的抗病毒反应被抑制,导致HBV感染延长。这提示我们谨慎使用抗生素。(@爱的抉择)
Depletion of Gut Microbiota Impairs Gut Barrier Function and Antiviral Immune Defense in the Liver
2021-03-25, doi:10.3389/fimmu.2021.636803
历史性闭环:"菌群导向性食物"RCT登上NEJM!
本期话题:饮食-菌群互作,营养不良,IBS,肠道真菌,旅行,TMAO,细菌代谢,硫酸化,肠再生,加工肉
2021-04-09
今日Nature:小肠胆汁酸高,T细胞如何忍受?
本期话题:胆汁酸,肠道免疫细胞,IBD,Akk菌,饮食限制,生殖内分泌,厌食症,皮肤再生,肠干细胞,安慰剂效应
2021-04-08
陈家亮+黄秀娟等GUT:瘦菌+生活干预,胖人肠菌"变瘦"
本期话题:微生物组,FMT,儿童肠道菌群,分娩方式,代谢组,控糖,芦荟多糖,大脑菌群,生信
2021-04-07
郑大一附院任志刚/余祖江+李兰娟院士最新GUT:新冠病毒影响菌群和脂质组
本期话题:肥胖,抗肿瘤免疫,新冠病毒,IBD,溃疡性直肠炎,显微镜下结肠炎,帕金森病,克罗恩病,益生菌,IgA肾病,肠道免疫
2021-04-06
重磅《自然·综述》:一文读懂胃肠道间质瘤
本期话题:胃肠道间质瘤,HAND1,BARX1,CDK1,胃肠道菌群,荧光探针,EMR-T,牛肉牛奶因子,DKK1,FIT
2021-04-05
吃啥“伤心”?吃啥无益?2项心血管病大人群分析启发多多
本期话题:超加工食品,鱼油,维生素D,体外模型,生酮饮食,咖啡因,火龙果,膳食纤维
2021-04-04
卜鹏程等Cell子刊警示:健身利器肌酸促癌转移
本期话题:肌酸,大肠癌,癌症转移,化学预防,免疫治疗,肠干细胞,肿瘤微环境,线粒体自噬,饮食
2021-04-03
今日Science:以食助药,如何抗癌?
本期话题:工业化,克罗恩病,饮食抗癌,母乳,加工食品,禁食,酵母益生菌,营养代谢,脂肪肝病
2021-04-02
3月,最值得看的30篇肠道健康文献!
本期话题:2021年3月,根据“热心肠因子”计算的30篇必读文献。
2021-04-01
再有重要警示:乳化剂大多会破坏肠道菌群!
本期话题:乳化剂,新冠肺炎,噬菌体,糖尿病,昼夜节律,肠道蠕动,菌群-宿主共进化,加工肉
2021-03-31