Nature:Gordon团队设计菌群导向性纤维零食

Nature [IF:49.962]
① 在定植肥胖者菌群+高脂低果蔬饲喂的悉生小鼠中,补充不同的果蔬纤维制剂引起了肠道菌群的纤维特异性应答,包括代谢通路、CAZyme和特定菌种丰度(尤其是拟杆菌)的变化;② 采用高脂低果蔬饮食的肥胖/超重者,用含1种、2种或4种纤维的零食进行干预,其菌群对纤维零食的应答模式与悉生小鼠有很大相似,4种纤维的零食引起最多的CAZyme变化;③ 受试者菌群中CAZyme对不同纤维零食的应答,与反映生理状态改变的血浆蛋白质组的变化相关。
【主编推荐语】了解饮食如何影响肠道菌群从而影响人体健康,将会催生菌群靶向性的饮食策略,为促进人类健康开辟新道路。Jeffrey Gordon团队在Nature发表的一项最新研究,通过结合悉生小鼠模型和人体干预试验,为实现这一目标提供了一套参考研究流程。该研究细致分析了不同种类的源于常见果蔬的纤维制剂和零食原型对肠道菌群的组成和代谢功能的细微影响,并将菌群对纤维干预的应答与反映生理状态的血液标志物变化关联起来,为未来深入研究菌群靶向性饮食干预打下坚实的基础。(@mildbreeze)
Evaluating microbiome-directed fibre snacks in gnotobiotic mice and humans
2021-06-23, doi:10.1038/s41586-021-03671-4

Nature:节食减肥,与菌群的定植抗性降低有关?

Nature [IF:49.962]
① 超重/肥胖受试者进行极低热量饮食干预后,有效减轻了体重并改善血糖调控,伴随肠道菌群发生显著而可逆的变化(细菌定植量降低、菌群结构和代谢能力改变);② 移植受试者干预后的肠道菌群能使小鼠减轻体重、改善糖稳态,这与饮食热量吸收受损以及艰难梭菌的富集及其毒素表达有关(但没有引起明显的肠炎);③ 饮食干预减弱了菌群对艰难梭菌的定植抵抗,这与粪便中的胆汁酸(包括能抑制艰难梭菌的脱氧胆酸和石胆酸)水平降低有关。
【主编推荐语】热量限制能有效减肥和改变肠道菌群,Nature发表的一项最新研究通过人体干预研究和小鼠实验表明,极低热量限制饮食干预(每天摄入800kcal)会引起肠道菌群发生可逆的变化,从而促进饮食干预引起的减重。而这种作用不仅与菌群对热量吸收的调控有关,还与节食后菌群对艰难梭菌的定植抗性降低有关,而艰难梭菌的富集竟然在一定程度上介导了菌群促进减重的作用。该研究为节食减肥提供了一种新的菌群机制,揭示了饮食-菌群互作对宿主能量平衡的影响,以及饮食对致病共生菌和有益共生菌的互作平衡的调控作用。(@mildbreeze)
Caloric restriction disrupts the microbiota and colonization resistance
2021-06-23, doi:10.1038/s41586-021-03663-4

Cell:双歧杆菌对生命早期免疫发育的积极影响

Cell [IF:41.582]
① 婴儿出生后存在有序的免疫谱变化规律,如响应微生物定植的黏膜特异性T细胞的扩增;② 肠道菌群中缺乏双歧杆菌和母乳寡糖(HMO)利用基因,与生命早期的系统性炎症和免疫失衡相关;③ 补充婴儿双歧杆菌EVC001(表达所有HMO利用基因),能减少母乳喂养婴儿的肠道炎症,降低肠道Th2和Th17细胞因子并上调IFNβ;④ 这些婴儿的粪便悬液能使T细胞极化向Th1和Treg倾斜,粪便中富集的代谢物吲哚-3-乳酸或通过上调半乳凝素1表达来抑制Th2和Th17活化。
【主编推荐语】生命早期的免疫-微生物互作可影响过敏、哮喘和其他炎症性疾病的风险。Cell最新发表的一项研究表明,缺乏双歧杆菌及其母乳寡糖利用基因,与生命早期的系统性炎症和免疫失衡相关,但给婴儿补充一种益生菌——婴儿双歧杆菌EVC001可缓解这一问题,并揭示了该菌调节免疫的潜在分子机制。这些发现为深入理解双歧杆菌对生命早期免疫发育的调控作用和机制,以及研发相关干预方法,带来了新启示。(@mildbreeze)
Bifidobacteria-mediated immune system imprinting early in life
2021-06-17, doi:10.1016/j.cell.2021.05.030

Cell:胎儿体内的细菌及其在早期免疫发育中的作用

Cell [IF:41.582]
① 孕中期人类胎儿组织器官中存在包括效应记忆T细胞在内的多样化的T细胞;② 用16S rRNA基因测序,在胎儿肠道、皮肤、胎盘和肺中检测到生物量低但不同于阴性对照的细菌信号;③ 从新鲜胎儿组织中培养分离出多种活细菌,包括测序检测到的葡萄球菌和乳杆菌等菌属的细菌;④ 用扫描电镜和RNA原位杂交方法,在14周胎儿的肠腔内看到离散地存在于黏蛋白样线状物中的球菌样结构和真细菌RNA;⑤ 源自胎儿的分离菌能在体外诱导胎儿肠系膜淋巴结记忆T细胞的激活。
【主编推荐语】出生前的胎儿体内到底有没有活细菌?这一问题广受关注,却也争议不断。Cell最新发表了来自新加坡团队的研究,对孕中期的人类胎儿组织和胎盘进行分析,发现胎儿组织中存在少量细菌,并分离出能诱导胎儿肠系膜淋巴结记忆T细胞活化的细菌菌株,提示胎儿体内的细菌在早期免疫发育中的潜在作用。(@mildbreeze)
Microbial exposure during early human development primes fetal immune cells
2021-06-01, doi:10.1016/j.cell.2021.04.039

Nature:Apc突变细胞如何获得竞争优势,从而起始肠癌?

Nature [IF:49.962]
① Apc突变细胞中,编码分泌型WNT拮抗因子的多个基因的表达升高,尤其是Notum;② 来自Apc突变细胞的条件培养基能通过NOTUM依赖的方式,抑制野生型类器官生长;③ 分泌NOTUM的Apc突变克隆能主动抑制周围野生型隐窝细胞的增殖并驱动其分化,从而在细胞间的竞争中胜出;④ 通过遗传或药物方式抑制NOTUM,能在小鼠中抑制Apc突变细胞的扩张和肠道腺瘤的形成;⑤ NOTUM可作为预防Apc突变型结直肠癌的靶点。
【主编推荐语】Apc通过促进β-catenin的磷酸化和降解,抑制Wnt信号通路。在肠干细胞(ISC)中,Apc功能缺失突变可通过增强细胞内的WNT信号,来驱动肠道腺瘤的发生,且这一肿瘤发生过程并不依赖于WNT配体(因为Apc的作用是在WNT受体的下游)。Nature最新发表的研究发现,Apc突变的ISC细胞能通过分泌WNT拮抗因子Notum,来削弱周围的正常ISC(抑制其自我更新并促进细胞分化),从而在克隆竞争中获得优势,促进肿瘤发生。该研究为Apc突变相关肠癌的早期预防,提供了新靶点。(@mildbreeze)
NOTUM from Apc-mutant cells biases clonal competition to initiate cancer
2021-06-02, doi:10.1038/s41586-021-03525-z

JAMA:美国最新指南建议45岁开始大肠癌筛查

JAMA [IF:56.272]
① 建议对所有50至75岁的成人进行结直肠癌筛查(A级推荐);② 建议对45至49岁的成人进行结直肠癌筛查(B级推荐);③ 建议临床医生有选择地为76至85岁的成人提供结直肠癌筛查,有证据表明对这个年龄段的所有人进行筛查的净收益很小,应考虑患者的整体健康状况、既往筛查史和偏好(C级推荐);④ 建议筛查策略包括:每年进行粪便隐血/粪便免疫化学检测、每5年进行一次结肠CT或柔性乙状结肠镜、每10年进行一次结肠镜检查等。
【主编推荐语】结直肠癌最常在65-74岁的人群中被诊断出来。但据估计10.5%的新发结直肠癌病例发生在50岁以下的人群中,且近年来40-49岁人群的结直肠癌发病率上升了约15%。美国预防服务工作组(USPSTF)近期在JAMA发布了最新的(2021)结直肠癌筛查的建议:对50-75 岁的成年人进行结直肠癌筛查具有显著的净收益;对45-49岁的成年人进行结直肠癌筛查有一定的净收益;对先前接受过筛查的76-85岁成年人进行结肠癌筛查的净收益很小,而从未接受过结直肠癌筛查的成年人更有可能受益。2016年,USPSTF建议50-75岁人群均应进行结直肠癌筛查,而2021年的建议中将结直肠癌筛查开始年龄提前到了45岁。(@aluba)
Screening for Colorectal Cancer: US Preventive Services Task Force Recommendation Statement (2021)
2021-05-18, doi:10.1001/jama.2021.6238

菌群如何调控免疫(综述)

Annual Review of Immunology [IF:28.527]
① 非T细胞依赖性IgG2b及IgG3可广泛靶向多种共生细菌,T细胞依赖性IgA及IgG1多靶向免疫刺激性菌群;② 肠道上皮驻留性γδ T细胞可产生抗菌肽REGIIIγ,以应答上皮MyD88信号,从而调控菌群组成与定位;③ 菌群产生的脂质可诱导iNKT细胞依赖性的潘氏细胞的溶菌酶分泌;④ 菌群代谢产生的短链脂肪酸及次级胆汁酸等可影响Treg的发育及组织累积,分节丝状菌可诱导Th17细胞;⑤ Akk菌可促进Tfh、Th17、Th1、Treg等多种T细胞亚群,肝螺杆菌可诱导Treg。
【主编推荐语】Annual Review of Immunology上发表的一篇综述文章,详细介绍了菌群对体液免疫、非传统T细胞(包括γδ T细胞、黏膜相关恒定T(MAIT)细胞、iNKT细胞、Tc17细胞等)、传统T细胞(Th1细胞、Th17细胞、Tfh细胞、Treg等)的调控,并关注了发育期间的菌群-免疫互作对建立长期免疫功能的关键作用,同时讨论了针对菌群的免疫应答失调可能导致的炎症与疾病。(@aluba)
Control of Immunity by the Microbiota
2021-04-30, doi:10.1146/annurev-immunol-093019-112348

多技术全方位评估营养不良时的肠道变化(综述)

Gut [IF:23.059]
① 多种技术可以用于量化评估营养不良时的肠功能,包括用于肠道成像和/或采样的胶囊、非侵入性评估肠道通透性的光谱工具、基于智能手机的免疫功能测量传感器、手持测序设备等;② 这些可以评估肠道功能的各个方面,包括绒毛形态、肠道通透性、免疫功能、消化过程、微生物群等;③ 尚缺乏理解和监测营养不良的肠道功能障碍的“良方”,现有技术的结合有助于提高对肠道功能的整体评价,可应用于大规模监测。
【主编推荐语】肠道在营养不良中影响较大,缺乏定量描述肠道功能能力的工具不仅阻碍营养不良中肠道发病机制的理解,也影响了随后的评估和治疗,对于中低收入国家以及大规模检测,也亟需便利有效且花费较低的评估工具。Gut近期发表综述总结了创新技术在评估营养不良情况中的肠道形态、功能、屏障完整性和免疫反应方面的潜力,并强调了目前最适合部署和开发的方法。重点探讨中低收入国家中的环境性肠病和营养不良的肠道管理监测,其中许多技术也有益于监测其他肠道疾病变化,技术革新推动医学发展,减轻社会卫生负担,值得关注。(@迟卉)
Understanding the role of the gut in undernutrition: what can technology tell us?
2021-06-08, doi:10.1136/gutjnl-2020-323609

糖尿病与哪些色氨酸代谢产物有关?

Gut [IF:23.059]
① 纳入9180人,发现2型糖尿病风险与血液中的色氨酸、4种犬尿氨酸通路代谢物以及吲哚乳酸呈正相关,而与吲哚丙酸呈负相关;② 高纤维食物是与这些代谢物关联最强的饮食因素,吲哚丙酸相关肠道细菌(多是利用纤维的厚壁菌)可能部分介导了纤维与吲哚丙酸的关联;③ 宿主乳糖酶LCT遗传变异与吲哚丙酸存在关联,可能与双歧杆菌有关,牛奶摄入与肠道双歧杆菌和血液吲哚丙酸的正相关性,仅存在于不持续表达乳糖酶的个体中。
【主编推荐语】色氨酸可通过宿主的犬尿氨酸途径和微生物的吲哚途径,代谢为不同的代谢产物,对宿主生理功能产生重要影响。Gut最新发表的一项研究,通过对多种族的5个队列样本进行分析,鉴定出与2型糖尿病相关的色氨酸代谢产物,并进一步揭示了与这些代谢物相关的宿主遗传、饮食和肠道菌群因素。其中,高膳食纤维和特定人群中的牛奶摄入,可能通过宿主-菌群互作将色氨酸代谢转为产生吲哚丙酸,从而发挥对糖尿病的预防保护性作用。(@mildbreeze)
Host and gut microbial tryptophan metabolism and type 2 diabetes: an integrative analysis of host genetics, diet, gut microbiome and circulating metabolites in cohort studies
2021-06-14, doi:10.1136/gutjnl-2021-324053

中科大团队Cell子刊:肠道3型天然淋巴细胞如何促进组织修复?

Immunity [IF:31.745]
① 在肠上皮损伤模型中,中性粒细胞耗竭加剧结肠炎,与IL-22减少和3 型先天淋巴细胞 (ILC3) 限制激活相关;② 凋亡中性粒细胞可释放溶血磷脂酰丝氨酸(LysoPS),LysoPS被ILC3上的GPR34识别,活化ILC3;③ PI3K-AKT和RAS-ERK通路在GPR34下游起作用,控制ILC3s中STAT3激活和IL-22产生;④ GPR34敲除小鼠结肠损伤后无法激活ILC3,抑制了IL-22的生产,导致组织修复受阻,但该情况在去除中性粒细胞后得到缓解;⑤ GPR34敲除小鼠皮肤损伤修复也受到抑制。
【主编推荐语】损伤的快速有效修复对于机体生存非常重要。天然淋巴细胞(ILC)是近年来新发现的淋巴来源的细胞类群,在免疫和组织稳态中起重要作用。尽管越来越多的证据表明ILC3在组织损伤后能被包括病原菌等在内的多种信号激活,但ILC3是否能直接感知细胞或组织损伤而发挥功能尚不明确。此外,中性粒细胞在清除入侵病原以及受损组织和细胞中国发挥功能,在完成吞噬作用后会很快进入细胞凋亡,中性粒细胞凋亡的意义和功能也有待进一步的研究。近期,中国科学技术大学周荣斌/江维教授团队在Immunity发表了相关研究工作,率先发现肠道ILC3可通过其膜上受体GPR34感应凋亡中性粒细胞释放的溶血磷脂酰丝氨酸(LysoPS),从而直接识别组织损伤并通过释放IL22启动损伤组织修复。该研究首次证明ILC3可直接识别组织损伤,且发现GPR34是一种新的危险识别受体,提示GPR34可作为治疗炎症性肠病和皮肤炎症的潜在干预靶标。(@Zhonghua)
GPR34-mediated sensing of lysophosphatidylserine released by apoptotic neutrophils activates type 3 innate lymphoid cells to mediate tissue repair
2021-06-08, doi:10.1016/j.immuni.2021.05.007

Nature子刊:巧妙改造酵母益生菌,抑制肠道炎症

Nature Medicine [IF:53.44]
① 肠道菌群和宿主免疫细胞产生的胞外三磷酸腺苷(eATP)是一种促炎代谢物,能激活嘌呤能信号,从而促进炎症性肠病(IBD);② 用定向进化和合成基因回路技术,开发一种基于酿酒酵母的工程益生菌;③ 该菌表达对eATP敏感的人P2Y2嘌呤能受体突变体,当感应到eATP时,能启动三磷酸腺苷双磷酸酶的表达和分泌,以降解过多的eATP并产生抑制炎症的腺苷;④ 在多种IBD小鼠模型中,这种工程酵母益生菌能抑制肠道炎症,减少肠道纤维化和菌群失调。
【主编推荐语】Nature Medicine发表的一项最新研究中,来自哈佛医学院的研究者研发了一种可自调节的工程化酵母益生菌。这种益生菌能感知促炎代谢物eATP,然后表达将其降解的酶,从而调控肠道内的eATP水平,减轻模型小鼠的炎症性肠病(IBD)和相关菌群失调,为治疗IBD等炎症性疾病提供新方法。(@mildbreeze)
Self-tunable engineered yeast probiotics for the treatment of inflammatory bowel disease
2021-06-28, doi:10.1038/s41591-021-01390-x

Cell子刊:特定细菌产物促进STING的活化及稳定,恶化肠炎

Immunity [IF:31.745]
① IBD患者结肠炎症部位的STING表达显著增加,4种结肠炎小鼠模型中的结肠STING表达也显著上调;② 在携带STING激活突变的小鼠中,STING活化可导致自发性结肠炎及肠道菌群失调,并促进慢性肠道炎症和纤维化的进展;③ 肠道巨噬细胞及单核细胞中的STING活化驱动肠道炎症,从而促进T细胞依赖性结肠炎;④ 去除革兰氏阴性菌可以阻止STING在细胞中的积累,并减轻肠道炎症;⑤ 机制上,环二GMP等细菌产物可促进髓系细胞中的STING的K63链接泛素化及稳定。
【主编推荐语】cGAS-STING DNA感知通路的变化可影响肠道稳态。来自Immunity上发表的一项最新研究,发现肠道髓系细胞中的STING活化可诱导小鼠的自发性结肠炎及肠道菌群失调,而特定细菌产物(环二GMP等)可进一步促进STING的K63连接泛素化及稳定,从而形成前馈环路以促进T细胞依赖性的肠道炎症及纤维化。利用抗生素去除革兰氏阴性菌可抑制STING的累积并缓解肠道炎症。另外,在IBD患者的炎症结肠部位,以及4种不同的结肠炎小鼠模型的结肠中,均可观察到STING表达的显著增加。(@aluba)
Dysbiosis exacerbates colitis by promoting ubiquitination and accumulation of the innate immune adaptor STING in myeloid cells
2021-05-28, doi:10.1016/j.immuni.2021.05.008

仁济医院:两种硬化性胆管炎中,粪便菌群和代谢组的改变和差异

Gut [IF:23.059]
① 纳入34例IgG4-SC、37例PSC和64例健康对照,进行多组学整合分析;② 2种疾病都呈现菌群的α多样性降低和组成改变,伴随粪便代谢组的变化,PSC尤为明显;③ 2种疾病也存在不同的菌群和代谢组特征,基于代谢物的模型在疾病状态预测方面优于基于菌群的模型;④ IgG4-SC的疾病相关菌属和代谢物多与转氨酶相关,Blautia的减少和琥珀酸的升高可能参与肝脏炎症;⑤ PSC的菌群/代谢物特征与胆汁淤积表型相关,例如真杆菌属和次级胆汁酸的共同减少。
【主编推荐语】IgG4相关硬化性胆管炎(IgG4-SC)和原发性硬化性胆管炎(PSC)有着相似的临床表现,但有着不同的治疗和预后。已有研究表明肠道菌群改变可能参与了PSC病理,但菌群在IgG4-SC中的作用尚缺乏研究。上海交通大学医学院附属仁济医院的Ruqi Tang、马雄、Min Lian与团队,近期在Gut发表研究,通过对IgG4-SC、PSC和健康人进行肠道微生物组、代谢组和人体表型进行整合多组学分析,揭示了两种疾病在宿主-微生物互作中的相似和不同之处,为深入探索发病机理提供了新线索。(@mildbreeze)
Altered faecal microbiome and metabolome in IgG4-related sclerosing cholangitis and primary sclerosing cholangitis
2021-05-25, doi:10.1136/gutjnl-2020-323565

Nature子刊:菊粉凝胶或能强化抗PD-1免疫治疗

Nature Biomedical Engineering [IF:25.671]
① 在荷瘤小鼠模型中,预防或治疗性地口服补充菊粉,均能增强抗PD-1免疫治疗的效果;② 制备一种能在结肠存留较久的口服菊粉凝胶,能更为有效地对肠道菌群进行原位调节(进一步增加Akk菌、罗斯氏菌属等),更好地增强抗PD-1治疗效果;③ 机制上,菊粉凝胶促进生成更多的短链脂肪酸,从而激发记忆性CD8+ T细胞应答,并促进其分化为干细胞样记忆T细胞(Tcf1+ PD-1+ CD8+ T细胞),在肿瘤微环境中发挥强力的长效抗肿瘤作用。
【主编推荐语】肠道菌群参与调节免疫检查点阻断(ICB)疗法的抗肿瘤作用,Nature Biomedical Engineering发表的一项最新研究,在小鼠模型中对多种口服膳食补充剂进行筛选,发现菊粉可有效增强抗PD-1治疗的疗效。该研究进一步研发了一种能保留在结肠中的菊粉口服凝胶,可进一步促进对小鼠肠道菌群的原位调节,从而更好地改善抗PD-1疗效。(@mildbreeze)
Generation of systemic antitumour immunity via the in situ modulation of the gut microbiome by an orally administered inulin gel
2021-06-24, doi:10.1038/s41551-021-00749-2
4文掀起小热潮:哪些细菌/病毒与肥胖和糖尿病相关?
本期话题:肥胖,2型糖尿病,肠道病毒组,血液菌群,代谢手术,代谢适应,FGF21,肠道激素,进食调控,生物钟
2021-06-30
今日Nature Medicine:改造酵母,抑制肠炎!
本期话题:IBD,工程酵母,生物膜,T细胞,LTi样细胞,胆汁淤积,食物过敏,放射性肠炎
2021-06-29
吃太多红肉促肠癌?关键新机制被揪出
本期话题:红肉,牛奶,炎性饮食,西式饮食,大肠癌光动力治疗,大肠癌光热治疗,他汀类药物,外泌体,铁
2021-06-28
吃得很健康,TMAO却升高!问题出在哪?
本期话题:TMAO,酮体,早餐,老年人,左旋多巴,农药残留,燕麦β-葡聚糖,视力,锌
2021-06-27
7文聚焦:工程菌与合成生物学重要突破
本期话题:合成生物学,工程细菌,肠道芯片,苯丙酮尿症,线虫,工程菌群,多形拟杆菌,群体感应,胆汁酸,大肠癌
2021-06-26
19分Nature子刊特别关注:菊粉增强肿瘤免疫疗法效果
本期话题:菊粉,免疫治疗,肠道免疫,ILC3,乙酸,肠上皮,BPA,间歇性缺氧,PPI,IBS,肉鸡
2021-06-25
顶刊盛宴:今日2篇Nature+1篇Cell聚焦菌群
本期话题:菌群导向性食物,热量限制,菌群-免疫互作,皮肤,肥胖,NAFLD,原儿茶酸,黄芪多糖,黄酮类化合物,益生菌,无创诊断
2021-06-24
6文聚焦"肠脑":机制更清,应用愈近
本期话题:食欲调控,ω-6 PUFA,物质滥用,胃肠道癌症,阿尔茨海默,肠脑轴,生信,体外粪菌发酵,合成菌群
2021-06-23
Microbiome报道山西1332人研究:学校缺好菌,学生易过敏?
本期话题:环境菌群,哮喘,细胞焦亡,克罗恩病,口腔黏膜,IBD治疗,产乙酸菌,产丁酸菌,MHC-II,短链脂肪酸,Breg,新冠肺炎,姜黄素
2021-06-22
又见短链脂肪酸的另一面:促进前列腺癌生长?
本期话题:前列腺癌,短链脂肪酸,灵芝多糖,LGG,外泌体,ctDNA,BRAF突变,幽门螺杆菌,胃癌,胰腺癌早筛
2021-06-21