Nature:两株小肠细菌组队,恶化神经炎症

Nature [IF:42.778]
① 诱导小鼠实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)时,抗生素处理可减少攻击髓鞘的小肠CD4+ T细胞(MOG特异性T细胞),减轻病症;② 鉴定出小肠中的一株丹毒丝菌科细菌,单独定植到无菌小鼠时,能诱导肠上皮产生促炎因子SAA和IL-23,从而增强Th17细胞应答,加重EAE;③ 鉴定出小肠中的一株罗伊氏乳杆菌,其表达的UvrA是MOG模拟肽,对MOG特异性T细胞有弱激活作用;④ 这两株菌可协同促进EAE,同时定植两株菌的小鼠比无菌及单菌定植的小鼠病情更重。
【主编推荐语】在多发性硬化等自身免疫病中,一些肠道微生物可诱导疾病的发生、影响疾病严重程度。Nature最新发表了来自日本理研综合医学科学中心Hiroshi Ohno团队的研究,发现两株小肠细菌的组合会加剧多发性硬化模型小鼠的症状。这些发现提示,在研究肠道菌群在自身免疫病中的作用时,需要考虑不同微生物之间的协同作用,而且小肠菌群对自身反应性T细胞的调控可能在相关疾病中起关键作用,这对未来的菌群研究取样提出了更高的要求。(@mildbreeze)
Gut microorganisms act together to exacerbate inflammation in spinal cords
2020-08-26, doi:10.1038/s41586-020-2634-9

李海等Nature突破:菌群刺激塑造B细胞库,路径和顺序很关键

Nature [IF:42.778]
① 用单菌株短暂刺激无菌小鼠,不同刺激路径可塑造不同的B细胞Ig库,以抗体重链的差异为特征,主要发生在记忆B细胞和浆细胞中;② 肠粘膜刺激主要引起识别细菌膜组分的IgA寡克隆应答,IgA库多样性随细菌剂量增加而减少,系统刺激(血液)则诱导多样化的IgG库,识别细菌膜和胞质组分,其多样性随剂量而增加;③ 短暂的粘膜预刺激能大幅敏化之后系统免疫对同一菌株的反应性,反之则不行;④ 用两种菌先后进行系统刺激能增加IgG库多样性、促进对两种菌的应答,而粘膜刺激时第2种菌会削弱对第1种菌的IgA应答。
【主编推荐语】微生物可刺激宿主的免疫系统,使B细胞数量增多、诱导生成免疫球蛋白(Ig)抗体。每个动物都有独特的B细胞库,但菌群对B细胞库的塑造作用人们仍不清楚。Nature最新发表了瑞士伯尔尼大学Andrew Macpherson教授团队、李海博士为共同第一作者的研究论文,对这一问题进行了回答。该研究使用无法增殖的活细菌对无菌小鼠进行短期刺激,并通过单细胞深度测序追踪了B细胞Ig库的变化,揭示出微生物刺激的不同路径(粘膜vs系统)、剂量和顺序对Ig库组成和功能的差异性影响。这些发现扩展了人们对菌群调控宿主免疫的认知,推荐专业人士学习参考。(@mildbreeze)
Mucosal or systemic microbiota exposures shape the B cell repertoire
2020-08-05, doi:10.1038/s41586-020-2564-6

Nature:限制特定氨基酸摄入的抗癌机制

Nature [IF:42.778]
① 在缺乏丝氨酸的情况下,SPT可利用丙氨酸作为底物,催化具有抗癌作用的脱氧鞘脂的产生;② 靶向抑制线粒体丙酮酸载体可促进丙氨酸氧化,以减少脱氧鞘脂合成,从而促进肿瘤细胞的非粘附生长,与直接抑制SPT的效果类似;③ 限制饮食中的丝氨酸和甘氨酸可诱导脱氧鞘脂的积累,同时抑制了小鼠异种移植模型中肿瘤的生长,而药物抑制SPT可恢复肿瘤生长;④ 抑制磷酸甘油酸脱氢酶以减少循环中的丝氨酸,可导致脱氧鞘脂的积累并抑制肿瘤生长。
【主编推荐语】丝氨酸、甘氨酸及其它非必需氨基酸对于肿瘤进展至关重要,抑制这些氨基酸的摄入或可作为肿瘤的潜在疗法。来自Nature上发表的一项最新研究,揭示了限制膳食丝氨酸摄入的抗癌机制:丝氨酸棕榈酰转移酶(SPT)在缺乏丝氨酸的情况下利用丙氨酸合成脱氧鞘脂,而先前的研究表明后者(如脱氧鞘氨醇)具有抗癌作用。在小鼠异种移植模型中,抑制SPT可恢复因限制丝氨酸及甘氨酸摄入而受抑制的肿瘤生长,减少循环中的丝氨酸水平则可促进脱氧鞘脂累积并抑制肿瘤生长。(@szx)
Serine restriction alters sphingolipid diversity to constrain tumour growth
2020-08-12, doi:10.1038/s41586-020-2609-x
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Science:肠道内的噬菌体可诱导抗肿瘤免疫

Science [IF:41.845]
① 特定海氏肠球菌噬菌体的TMP蛋白中,存在能与MHC-I H-2Kb蛋白结合的抗原表位TMP1,其诱导的CD8+ T细胞能识别与TMP1高度相似的PSMB4癌症抗原;② 用含有该噬菌体的海氏肠球菌或表达TMP1的工程菌定殖小鼠,可引起对PSMB4交叉反应的T细胞应答,增强化疗和免疫治疗效果;③ 肾癌和肺癌患者中,粪便中存在肠球菌噬菌体TMP序列,以及表达与TMP表位相似的GPD1-L肿瘤抗原,与更好的免疫治疗效果相关;④ 黑色素瘤患者中也有类似的交叉反应性T细胞。
【主编推荐语】肠道菌群参与“训练”T细胞免疫应答,可影响抗癌免疫和免疫治疗的效果,有研究认为这可能与特定细菌引起的交叉免疫反应有关。也就是说,由于某细菌抗原恰好与肿瘤抗原非常相似,从而诱导了既能识别该细菌又能识别肿瘤的免疫应答。这种“分子模拟(molecular mimicry)”假说被证实是某些自身免疫疾病的诱因。Science最新发表的一项研究表明,特定肠球菌噬菌体可通过这种分子模拟机制,促进抗肿瘤免疫,增强化疗和免疫治疗的疗效。这些发现为癌症治疗研究开辟了新思路。(@mildbreeze)
Cross-reactivity between tumor MHC class I–restricted antigens and an enterococcal bacteriophage
2020-08-21, doi:10.1126/science.aax0701

Science:锁定增强癌症免疫治疗效果的菌群代谢物

Science [IF:41.845]
① 从免疫检查点阻断(ICB)治疗的大肠癌小鼠肿瘤分离菌中,鉴定出假长双歧杆菌、约氏乳杆菌和某欧氏菌属细菌等3种细菌能有效增强ICB疗效;② ICB削弱了肠屏障功能,使假长双歧杆菌产生的关键代谢物肌苷进入血液,促进了抗肿瘤T细胞免疫;③ 肌苷作用于T细胞表达的腺苷2A受体,在常规树突状细胞的共刺激下,可促进Th1细胞的分化和活化,从而增强ICB的治疗效果;④ 在肠癌、膀胱癌和黑色素瘤小鼠模型中,补充肌苷可增强ICB疗效。
【主编推荐语】对部分癌症而言,免疫检查点阻断(ICB)治疗是一种有效的治疗方法。一些肠道细菌已被证实与ICB疗效增强有关,但其机制尚不清楚。Science最新发表的一项研究中,研究者从小鼠中分离出了3种细菌,可在多种癌症模型小鼠中,增强ICB的治疗效果。其中,假长双歧杆菌的代谢产物肌苷,在共刺激信号的存在下,可促进抗肿瘤T细胞的活化。总之,该研究鉴定出一个能强化ICB的微生物代谢物-免疫途径,对于研发基于微生物的辅助疗法具有重要参考意义。不过在这项研究中,细菌+ICB干预并不是对所有肿瘤模型都有效,需注意其局限性。(@mildbreeze)
Microbiome-derived inosine modulates response to checkpoint inhibitor immunotherapy
2020-08-14, doi:10.1126/science.abc3421

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

Cell:大肠癌中,“细胞社区”调节抗肿瘤免疫

Cell [IF:38.637]
① 纳入35名结直肠癌患者,包括17名克罗恩病样反应(CLR)及18名弥漫性炎症浸润(DII)患者,CLR患者生存率显著高于DII患者;② 基于肿瘤侵袭前沿免疫肿瘤微环境(iTME)构建组织芯片,并成像分析56种生物标志物;③ 鉴定出9种“细胞社区”(CN),CN及CN间的连接在iTME中发挥重要功能;④ 两类患者的iTME空间组织有显著差异,如DII患者T细胞富集CN与巨噬细胞富集CN有更多互作;⑤ DII患者粒细胞富集CN中,PD-1+CD4+ T细胞比例与患者生存率相关。
【主编推荐语】有效的抗肿瘤免疫需要免疫肿瘤微环境(iTME)中各成分之间具有组织良好的、空间上细致入微的相互作用,了解这种肿瘤组织中的协调行为将促进免疫治疗的有效性。最新发表在Cell的研究构建了35名结直肠癌(CRC)患者的肿瘤组织芯片,分析其iTME成分,定义了9种免疫“细胞社区”(CN),即iTME中典型的细胞类型局部富集的区域。该研究发现,肿瘤与免疫CN的连接、T细胞和巨噬细胞CN的破裂、CN内部连接的中断都与CRC患者更坏的预后相关。(@Lexi)
Coordinated Cellular Neighborhoods Orchestrate Antitumoral Immunity at the Colorectal Cancer Invasive Front
2020-08-06, doi:10.1016/j.cell.2020.07.005
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Cell:基因组大规模拓扑改变抑制大肠癌恶性进展

Cell [IF:38.637]
① 研究基因组的连续层次,从染色质环到拓扑关联域(TADs)再到大规模的基因组隔室;② 染色质增强子-启动子(E-P)环与致癌转录程序相关;③ 在结肠癌、正常结肠和细胞系中,拓扑边界很大程度是保守的,只在高甲基化肿瘤中有少部分边界被破坏;④ 基因组大致分为两个隔室,开放且转录活跃的A室和紧凑且相对沉默的B室;⑤ 癌细胞和衰老细胞核中发生隔室重组和低甲基化,且在原发组织中定义了一个中间隔室;⑥ 隔室重组和相关转录程序或抑制肿瘤进展。
【主编推荐语】尽管已发现癌细胞中DNA甲基化和染色体发生广泛改变,但高阶染色体结构如何改变仍不明确。最新发表在Cell的研究通过对结直肠癌细胞基因组拓扑结构、表观遗传学和转录特征的综合分析,发现大量的基因组隔室重组与肿瘤抑制相关。(@Lexi)
Large-Scale Topological Changes Restrain Malignant Progression in Colorectal Cancer
2020-08-24, doi:10.1016/j.cell.2020.07.030

一图读懂:真菌群在营养与代谢健康中的作用(综述)

ANNUAL REVIEW OF NUTRITION [IF:10.897]
① 婴幼儿的肠道真菌可能来自于母亲、婴幼儿食品及环境,成年人的肠道真菌群有显著的个体差异且受膳食调节;② 膳食真菌可直接调节肠道真菌群,同时也对肠道细菌群产生影响,真菌与真菌、真菌与细菌之间的相互作用影响机体免疫与疾病;③ 膳食来源的真菌毒素可通过多种机制造成肝损伤、肾损伤甚至致癌;④ 肠道真菌对机体免疫和生理有广泛影响、加重肥胖和其他代谢紊乱,特定肠道真菌可以通过分泌酶和毒素、或脱落的细胞壁多糖影响机体代谢。
【主编推荐语】发表在ANNUAL REVIEW OF NUTRITION上的综述性文章,从新生儿到整个生命历程的角度,探究了肠道真菌群随着生命进程的演变、在此过程中受到的调节以及对机体营养和代谢产生的影响。肠道真菌受膳食调节,可以与肠道细菌相互作用,参与机体免疫、生理的调控,而且一些膳食来源的真菌所产生的毒素,可以直接对机体造成危害。真菌参与代谢、疾病调节的相关机制和代谢标志物是未来研究的方向。(@兵兵)
From Birth and Throughout Life: Fungal Microbiota in Nutrition and Metabolic Health
2020-07-17, doi:10.1146/annurev-nutr-013120-043659

发酵食品、乳酸菌与人体健康(综述)

FEMS Microbiology Reviews [IF:13.92]
① 乳酸菌(LAB)广泛存在于食物、环境和动物肠道中,牛奶、肉类、鱼类、蔬菜、谷物和豆类等的发酵食品(FF)是活性LAB的主要来源;② 相比未发酵食物,FF富含LBA和微生物代谢物,增加营养并具有益生功能、抗炎、免疫调节等健康益处;③ 发酵乳或有助于改善糖尿病,降低代谢综合征、结直肠癌、肥胖等疾病风险;④ 基因组学和宏基因组学技术的应用,揭示了部分LBA因其益生特性可在人类肠道中定殖;⑤ 需进一步研究FF对肠道菌群和人类健康的影响。
【主编推荐语】乳酸菌存在于食物、环境以及动物和人体肠道中,是一类能产生乳酸的细菌,常见的主要包括乳杆菌属、乳酸乳球菌、嗜热链球菌等。FEMS Microbiology Reviews发表的长篇综述,详细介绍了乳酸菌的多样性、在食品和肠道中的存在情况、对人体健康的潜在作用,讨论了基于基因组学和宏基因组学数据来挖掘乳酸菌的多样性和功能特性,以及未来研究方向。(@mildbreeze)
The food-gut axis: lactic acid bacteria and their link to food, the gut microbiome and human health
2020-06-18, doi:10.1093/femsre/fuaa015

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 Reviews:合生制剂是什么?该怎么研究?(ISAPP共识声明)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:29.848]
① 合生制剂是指“由活的微生物(M)和能被宿主微生物(包括宿主原有的和补充的)选择性利用的底物(S)组成的混合物,可为宿主带来健康益处”;② 可分为互补型和协同型,都需在目标宿主中验证健康功效;③ 互补型合生制剂包含益生菌+益生元,而协同型中的M和S无须是益生菌/元,但共同使用时S应能被M选择性利用,以增强其功能;④ 合生制剂研究应注意RCT设计、受试人群、干预方法、对照、对健康和菌群的作用、数据统计、安全性等细节。
【主编推荐语】长期以来,人们对于合生制剂(synbiotics)的认识就是益生菌+益生元的混合物。但是随着对肠道菌群和相关干预方法的不断研究,合生制剂的概念也在发生变化。国际益生菌和益生元科学协会(ISAPP)于2019年5月召开讨论会,对合生制剂的定义和范围进行了深入探讨,并于近期在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology发表了共识声明,对合生制剂的定义、类型等概念进行了更新,并对相关研究注意事项提出了细节建议。这些内容不仅对科研人员具有指导意义,对于利益相关者、监管机构、产业和媒体也有重要参考价值。(@mildbreeze)
The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of synbiotics
2020-08-21, doi:10.1038/s41575-020-0344-2
延伸阅读: 【ScienceDaily】

Cell子刊:心理压力恶化心血管疾病,菌群是帮凶

Immunity [IF:22.553]
① 在镰状细胞性贫血(SCD)小鼠模型中,心理压力(束缚应激及重复社交失败压力)可触发血管闭塞发作(VOE),并恶化炎症;② 心理压力可通过共生菌群依赖性方式,促进衰老中性粒细胞扩增并在血管中聚集,以介导VOE的发生;③ 机制上,心理压力可激活下丘脑-垂体-肾上腺轴,导致糖皮质激素的分泌,以增加肠道通透性及细菌易位;④ 分节丝状菌可激活Th17细胞以产生IL-17A,后者促进G-CSF的产生,从而促进心理压力诱导的衰老中性粒细胞扩增。
【主编推荐语】心理压力对多种疾病有不良影响,但背后的机制尚未明确。来自Immunity上发表的一项最新研究,在镰状细胞性贫血小鼠模型中,发现心理压力可恶化血管闭塞及炎症,而这一过程依赖于共生菌群。机制上,心理压力通过激活下丘脑-垂体-肾上腺轴促进糖皮质激素的分泌,以增加肠道通透性及细菌易位,促进分节丝状菌激活Th17细胞以产生IL-17A,从而诱导G-CSF的产生,以促进衰老中性粒细胞在血管中的扩增及聚集,从而引发血管闭塞。(@szx)
The Gut Microbiome Regulates Psychological-Stress-Induced Inflammation
2020-07-30, doi:10.1016/j.immuni.2020.06.025

Cell子刊:肠道菌群帮助铸就血管内的免疫“防火墙”

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 小鼠中,肝巨噬细胞(KC)对血液中的病原体的捕获和清除,需要肠道菌群存在;② 肠道菌群代谢物D-乳酸可通过门静脉进入肝脏,“指挥”KC捕捉并杀灭血液中的病原体;③ 在无菌小鼠和抗生素处理小鼠中,由于缺少这种肠-肝轴对话,导致由KC组成的血管内免疫“防火墙”失效,使得血液内的病原体无法被有效清除,引起感染扩散;④ 给无菌小鼠补充D-乳酸或定殖其产生菌,可恢复KC介导的病原体清除。
【主编推荐语】感染期间,机体需要有效的清除血液中的病原体,从而阻止感染扩散和败血症的发生。在这个过程中,位于肝血窦腔内的肝巨噬细胞(又称枯否细胞)能捕获并清除血液中的病原体,构成了一道血管内的免疫“防火墙”。Cell Host and Microbe上发表的一项最新研究,使用小鼠模型和体内成像等方法发现,肠道菌群及其代谢产物D-乳酸可促进肝巨噬细胞对血液中的病原菌的清除,从而使得防止感染经血流扩散的免疫“防火墙”更加坚固。(@mildbreeze)
Programing of an Intravascular Immune Firewall by the Gut Microbiota Protects against Pathogen Dissemination during Infection
2020-08-17, doi:10.1016/j.chom.2020.07.014
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Nature子刊:绘制UC患者的结肠CD8+ T细胞单细胞图谱

Nature Medicine [IF:36.13]
① 对比3名健康人及3名UC患者的结肠CD8+ T细胞转录组图谱;② 结肠CD8+ T细胞呈现出较高异质性,包括naïve T细胞、组织驻留性记忆T(TRM)细胞、CD4+ CD8+ T细胞及IL-26+ T细胞等;③ UC患者的结肠CD8+ T细胞中,TRM细胞比例显著减少,GZMK+ 效应T细胞及IL-26+ T细胞比例显著增加;④ 在体外,UC患者的结肠CD8+ T细胞活化后,GZMK及TNF-α的表达显著升高;⑤ 人源化小鼠模型中,人IL-26的表达可缓解DSS诱导的结肠炎,IL-26抗体处理可逆转。
【主编推荐语】Nature Medicine上发表的一项最新研究,基于单细胞转录组学及质谱流式细胞技术,对健康人及溃疡性结肠炎(UC)患者的结肠CD8+ T细胞进行了分析,对比了患者与健康人结肠中各CD8+ T细胞亚群在比例及功能上的差异,发现UC患者的CD8+ 效应T细胞中GZMK及TNF-α表达升高,而CD8+ IL-26+ T细胞的比例也显著增加,GZMK+ TNF-α+ 效应T细胞与IL-26+ T细胞之间的平衡失调可能促进了UC患者的组织损伤。(@szx)
Single-cell atlas of colonic CD8+ T cells in ulcerative colitis
2020-08-03, doi:10.1038/s41591-020-1003-4

傅静远团队:IBD和肥胖特异的菌群内部互作变化,以及关键菌种和功能途径

Nature Communications [IF:12.121]
① 纳入4个荷兰队列(1个IBD队列、1个肥胖队列、2个人群队列)共2379个宏基因组,构建微生物共丰度网络;② 38.6%的菌种共丰度关系和64.3%的功能途径共丰度关系的强度,在不同队列间有显著差异;③ 113个菌种共丰度和1050个途径共丰度具有IBD特异性(用iHMP-IBD队列数据进行了验证),281个途径共丰度呈现肥胖特异性;④ 鉴定出IBD中的3个关键菌种和4个关键途径,以及肥胖中的1个关键途径;⑤ 疾病相关菌群失调可反映在微生物共丰度关系的变化上。
【主编推荐语】肠道微生物组是一个复杂的生态系统,存在着大量的微生物之间的相互作用。目前人们主要通过分析微生物丰度的改变来理解肠道微生物组在健康和疾病中的作用;而对于疾病中的微生物间互作以及起关键作用的微生物,人们仍所知有限。Nature Communications最新发表了来自荷兰格罗宁根大学傅静远团队的研究,对荷兰4个队列的宏基因组数据进行了菌种共丰度和功能途径共丰度的分析,鉴定出3454个菌种共丰度关系和43355个途径共丰度关系,揭示了IBD特异和肥胖特异的共丰度网络特征,以及在相关菌群生态失调中有潜在重要作用的关键菌种和功能途径。这些发现加深了人们对疾病相关菌群失调的认知,提示菌群失调不仅体现在菌群成员的丰度变化层面上,还反映在菌群内微生物间互作关系的改变上。(@mildbreeze)
Gut microbial co-abundance networks show specificity in inflammatory bowel disease and obesity
2020-08-11, doi:10.1038/s41467-020-17840-y

Cell子刊:二甲双胍降糖效果不好?可能是一种菌群代谢物在捣乱

Cell Metabolism [IF:21.567]
① 在接受二甲双胍治疗但仍然血糖控制不佳的2型糖尿病患者中,肠道菌群代谢物咪唑丙酸的水平较高;② 在小鼠中,预服用咪唑丙酸可削弱之后二甲双胍的降糖效果;③ 咪唑丙酸通过活化p38γ-Akt途径(p38γ是Akt的直接激酶),引起抑制性的AMPK磷酸化,从而抑制了二甲双胍对AMPK的活化作用;④ 用吡非尼酮阻断咪唑丙酸对p38γ的活化,能恢复被咪唑丙酸抑制的二甲双胍降糖效果。
【主编推荐语】二甲双胍是2型糖尿病的一线治疗药物,但其疗效有比较大的个体差异,可能与二甲双胍对AMPK的活化效果和对肠道菌群的改变情况有关。瑞典哥德堡大学Fredrik Bäckhed团队此前的研究表明,肠道菌群代谢产物咪唑丙酸可损伤胰岛素信号促进糖尿病(查看文章),他们团队在Cell Metabolism发表的最新研究发现,咪唑丙酸还能干扰二甲双胍的降糖效果,并揭示了背后的信号通路机制。这些发现扩展了人们对菌群-药物互作的认知,为基于菌群的个体化治疗带来启示。(@mildbreeze)
Microbial Imidazole Propionate Affects Responses to Metformin through p38γ-Dependent Inhibitory AMPK Phosphorylation
2020-08-11, doi:10.1016/j.cmet.2020.07.012
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Nature子刊:修复果糖诱导的肠屏障损伤,或能防治脂肪肝

Nature Metabolism [IF:N/A]
① 长期高果糖饮食可促进小鼠肝脏脂质新生,诱发脂肪肝、肝炎和肝癌;② 果糖可引起肠上皮细胞内质网应激和肠道炎症,导致肠屏障损伤(紧密连接蛋白减少)和后续的内毒素血症;③ 内毒素激活肝巨噬细胞的TLR4,使其产生TNF,从而诱导肝脏表达生脂酶,促进脂质新生,导致肝脏脂肪变性;④ 活化肠上皮gp130信号或补充CCN1以诱导肠屏障修复,以及表达抗微生物肽Reg3b来减少菌群内毒素,可改善果糖诱导的肝损伤。
【主编推荐语】非酒精性脂肪肝在炎症和应激的作用下会发展为非酒精性脂肪性肝炎(NASH),膳食果糖是NASH的风险因素。Nature Metabolism发表的一项新研究表明,长期大量摄入果糖会导致肠道屏障损伤,引起的菌群内毒素移位,进而通过作用于肝巨噬细胞,诱导肝脏脂肪从头合成,从而引发脂肪肝和NASH等肝脏疾病。这些发现说明,修复或者防止由高果糖饮食导致的肠屏障损伤,可能是治疗和预防果糖引起的脂肪肝病的重要策略。(@mildbreeze)
Fructose stimulated de novo lipogenesis is promoted by inflammation
2020-08-24, doi:10.1038/s42255-020-0261-2
延伸阅读: 【ScienceDaily】

Cell子刊:口腔中的微生物组成和分布(综述)

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 口腔中牙齿、牙龈、上皮细胞、唾液及舌头等部位均有细菌定殖;② 口腔微生物群动态平衡取决于多种因素:唾液流动及黏附、生物膜的脱落和再生,以及宿主和微生物的相互作用;③ 不同个体口腔微生物群总体组成和共同类群的比例不同,并且在特定的成员组成上也存在差异;④ 口腔微生物群中微米级组合呈多样性,如某些微生物类群易于形成克隆集群,链球菌常在舌头周围形成一层薄层等;⑤ 微米级梯度的短期和长期相互作用影响口腔微生物生境。
【主编推荐语】人类口腔是微生物生态学的天然实验室。Cell Host and Microbe最新发表的综述中,介绍了口腔内微生物的组成和分布及其影响因素。口腔中微生物群动态平衡取决于多种相反的因素, 如唾液的流动和粘附,唾液的流动对附着于口腔基质有选择性的要求,细菌既可以保留在口腔内,也可以定位到一个有利的代谢环境;如生物膜的脱落和再生,不同口腔部位的独特群落的发展是通过微生物与不同口腔基质的不同结合、残留的微生物生物膜的再生实现的;如宿主和微生物的相互作用,宿主和微生物群落通过结合相互作用、免疫监测和营养物质和溶质的梯度相互影响。同时,文章还探讨了口腔微生物是如何受微米级尺度的短期和长期相互作用影响的,微尺度结构阐明了个别微生物类群的作用,并有利于深入了解其群落生态学和潜在致病性。推荐阅读!(@nana)
Oral Microbiome Geography: Micron-Scale Habitat and Niche
2020-08-12, doi:10.1016/j.chom.2020.07.009

Cell子刊:肠道菌群与老年健康(综述)

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 衰老相关的肠道生理状态改变(如黏液层变薄、免疫状态以及炎症水平变化等)、饮食和生活方式改变、健康状况和用药等因素,影响肠道菌群的多样性和组成;② 慢性低度炎症是衰老的主要特点之一,可促进肠道通透性增加和菌群失调;③ 极长寿老人有更高的菌群多样性,其菌群组成特征也不同于老年衰弱者,衰老伴随着产短链脂肪酸菌的减少;④ 健康饮食、益生元和益生菌,以及有益的微生物代谢物,或是能改善老年健康的干预方法。
【主编推荐语】“很多人都想长生不老,但却并没有人希望老去。”衰老似乎是人们比较恐惧的一个问题,尤其是衰老带来的一系列健康问题。最近的研究分析结果表明,衰老与肠道菌群也有着千丝万缕的联系。Cell Host and Microbe上发表的最新综述,介绍了衰老过程中的生理和免疫变化如何促成菌群失调,及其对老年健康的潜在影响,总结了长寿老人与老年衰弱者的菌群差异,并展望了或能改善老年健康的菌群干预方法。(@mildbreeze)
The Gut Microbiota and Unhealthy Aging: Disentangling Cause from Consequence
2020-08-12, doi:10.1016/j.chom.2020.07.013

Cell子刊:人类皮肤菌群——风险与回报并存(综述)

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 痤疮丙酸杆菌通过维持皮肤酸性pH抑制病原菌定植,但某些致病菌株引起痤疮;② 某些无凝固酶的葡萄球菌产生与宿主免疫协同作用的抗菌肽、干扰群体感应或破坏生物膜来杀死或抑制病原菌;③ 共生棒杆菌属细菌通过直接杀伤、干扰群体感应及释放游离脂肪酸抑制病原菌;④ 表皮葡萄球菌促进宿主免疫、产蛋白酶等发挥作用;⑤ 马拉色菌属与皮肤病有明显联系;⑥ 以菌群为导向的生物疗法或可治疗皮肤病。
【主编推荐语】皮肤菌群是一个由大量微生物物种组成的生态系统,与周围环境中的微生物以及宿主上皮细胞和免疫细胞存在广泛的相互作用。这些相互作用是皮肤菌群维持宿主屏障功能的重要基础,可促进宿主防御和免疫反应,抑制病原微生物的定殖和感染,并促进组织修复和屏障功能。发表在Cell Host & Microbe上的一篇综述文章,对这个生态系统内的相互作用、菌群稳态的益处以及菌群失衡导致的疾病风险进行了详细的介绍。疾病相关的菌株特异性相互作用有可能为皮肤病的预防和治疗提供新的的靶点,但同时需要考虑人为干预微生态系统所带来的风险。(@EADGBE)
The Skin Microbiota: Balancing Risk and Reward
2020-08-12, doi:10.1016/j.chom.2020.06.017

Cell子刊:生命早期菌群与呼吸道感染(综述)

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 新生儿菌群主要来自于母亲阴道、皮肤等,其中上、下呼吸道菌群分别显著受出生方式和妊娠年龄影响;② 共生Moraxella属的过早定植及致病菌(病毒、流感嗜血杆菌和肺炎链球菌)入侵均会增加呼吸道感染(RTI)风险;③ 早期菌群通过微生物间相互作用或调节宿主免疫抵御RTI;④ 环境刺激如烟雾暴露或病毒感染会导致细菌性RTI患者菌群失衡及炎症增加;⑤ RTI破坏菌群的生境特异性;⑥ RTI及其治疗导致菌群改变增加复发风险;⑦ 肠道菌群对RTI有显著影响。
【主编推荐语】呼吸道感染(respiratory tract infections,RTI)是导致全世界儿童较高发病率和死亡率的主要原因之一。这些感染范围从轻度上呼吸道感染或普通感冒到危及生命的疾病,包括下呼吸道感染(LRTI)或肺炎。通常认为RTI是由病毒或致病菌如流感嗜血杆菌和肺炎链球菌引起,但一些无症状感染现象表明这种观点似乎不够准确。研究表明,呼吸道和肠道菌群与RTI的发病机制有着明显的联系。宿主和环境因素可以在生命早期驱动呼吸道菌群的成熟,这反过来又与对RTI的连续易感性有关。此外,在RTI(包括病毒性细支气管炎)期间,局部微生物似乎通过复杂的相互作用发挥免疫调节作用,尽管这些因果关系尚未完全证实。发表在Cell Host & Microbe的一篇综述探讨了支持这些联系的流行病学证据以及内在机制。对生命早期呼吸道感染的长期后果和菌群在RTI发病各阶段的综合作用的理解有助于早期预防和干预治疗,以促进呼吸道健康。(@EADGBE)
Early Life Microbiota and Respiratory Tract Infections
2020-08-12, doi:10.1016/j.chom.2020.07.004

Cell子刊:肠道菌群与脂肪肝的研究现状和未来方向(综述)

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 肠道菌群自门静脉抵达肝脏并激活模式识别受体,间接或直接诱导肝细胞损伤;② 肠源性胆汁酸信号,脂多糖递送和GLP-1通过调节胰岛素抵抗,巨噬细胞募集和脂肪细胞功能障碍影响NAFLD进展;③ 靶向肠道菌群治疗脂肪肝包括以菌作药(FMT、益生菌、工程菌等)、对菌给药(噬菌体或抗生素等靶向消除特定病原体)和仿菌制药(补充菌群代谢物即后生元);④ 研究脂肪肝中的肠道菌群有助于分析疾病亚型、提高诊断和预后准确性以及个性化治疗。
【主编推荐语】酒精相关肝病(ALD)和非酒精性脂肪肝(NAFLD)作为全球健康负担,近年来发病率不断上升。肠道菌群与其代谢物以及肠道屏障功能的失调影响着脂肪肝的进展。最近发表在《Cell Host&Microbe》的综述中系统的回顾了肠道菌群在ALD和NAFLD中的作用,详细讨论了脂肪肝中与肠道菌群及其代谢物有关的发病机制,肠道菌群作为诊断工具的潜力和靶向肠道菌群治疗脂肪肝的多种手段,对当前脂肪肝中肠道菌群的研究现状进行总结,并提出对未来研究方向的展望。(@迟卉)
Microbiota and Fatty Liver Disease—the Known, the Unknown, and the Future
2020-08-12, doi:10.1016/j.chom.2020.07.007
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