Nature:肠道菌胆汁酸代谢研究再获重要进展

Nature [IF:42.778]
① 对细菌的7α-脱羟基代谢途径中的酶进行纯化和分析,在体外重构了该通路,解析了其中的还原反应部分;② 7α-脱羟基作用只需bai操纵子中的6个酶(BaiB/CD/A2/E/F/H)即可完成完整的8步反应,将胆酸转化为DCA;③ 胆汁酸分子甾体骨架中的A-B环会被短暂转化为一种高度氧化的中间体,作为之后BaiH和BaiCD两种Fe-S黄素酶介导的关键还原反应的底物;④ 用3个接合质粒将该通路完整转化到生孢梭菌中,获得的工程菌株具有产生DCA和LCA的能力。
【主编推荐语】肠道菌群可生成多种次级胆汁酸,其中含量最丰富的包括脱氧胆酸(DCA)和石胆酸(LCA),这些胆汁酸及其衍生物对于宿主生理功能和健康有重要影响。肠道中的特定细菌能通过7α-脱羟基作用将胆酸和鹅去氧胆酸分别转化为DCA和LCA,该代谢过程由编码8个基因的bai操纵子介导。此前研究主要揭示了这一途径中的氧化反应步骤机制,还原反应部分仍有待阐释。《Nature》发表的一项新研究,详细解析了7α-脱羟基途径的完整反应步骤,并通过遗传工程方法将该生物合成通路转入到原本没有7α-脱羟基作用的生孢梭菌中,并在无菌小鼠中证实了这种工程菌能产生DCA。这些工作为解析肠道菌代谢途径提供了一个范例,也为进一步研究靶向肠道细菌调控胆汁酸库的方法提供了新起点。(@mildbreeze)
A metabolic pathway for bile acid dehydroxylation by the gut microbiome
2020-06-17, doi:10.1038/s41586-020-2396-4
延伸阅读: 【BioArt】

Nature子刊:定向重塑肠道菌群,或能防治吃出来的动脉粥样硬化

Nature Biotechnology [IF:36.558]
① 开发一种体外筛选方法,用于发现能选择性影响细菌生长的分子;② 用该方法筛选出2种环状D,L-α-肽,能将西式饮食喂养的食源性动脉硬化模型小鼠的肠道菌群重塑成接近常规饲料喂养的状态;③ 口服这2种分子均能通过靶向菌群来降低上述模型小鼠的血浆总胆固醇、减少动脉粥样硬化斑块;④ 这2种分子能重塑菌群的转录组,增加SCFA生成,改变胆汁酸组成,促进胆固醇向胆汁酸转化,降低多种促炎细胞因子表达,改善肠屏障,增加肠道Treg。
【主编推荐语】靶向性调节肠道菌群以防治特定疾病,是目前肠道菌群研究和转化应用的热点趋势,但如何定向调控肠道菌群仍是需要解决的难点问题。《Nature Biotechnology》发表的一项新研究报道了一种针对这一难点的研究思路:用大规模体外分子筛选找出能定向重塑肠道菌群组成的分子,并在小鼠模型中对筛选出的分子的体内功能进行验证。研究者用这种方法,筛选出能将高脂喂养小鼠的菌群重塑为接近低脂喂养状态的环肽分子,可抑制小鼠的动脉粥样硬化。(@mildbreeze)
Directed remodeling of the mouse gut microbiome inhibits the development of atherosclerosis
2020-06-15, doi:10.1038/s41587-020-0549-5

口服粪菌移植胶囊或能根除青霉烯酶肠杆菌科

Clinical Infectious Diseases [IF:8.313]
① 15名产碳青霉烯酶肠杆菌科(CPE)携带者接受2天的口服粪菌移植(FMT),其中2名接受FMT1天加抗生素联合治疗,根除成功率为9/15;② 与根除失败的参与者相比,CPE根除达标的参与者肠道菌群的α和β多样性存在显著变化,且与菌群捐献者具有相似性;③ FMT和抗生素联用的受试者肠道菌群β多样性显著下降;④ 肠杆菌科的丰度在FMT后的应答者中下降,但在失败者中增加;⑤ 抗菌药物耐药基因的丰度在FMT后应答者的肠道菌群中下降,而在失败者中上调。
【主编推荐语】产碳青霉烯酶肠杆菌科(CPE)感染会导致相当大的发病率和死亡率,粪菌移植(FMT)有消除CPE携带的潜力。《Clinical Infectious Diseases》近期发表的文章,利用FMT对15名CPE携带者进行治疗,发现FMT根除成功率为9/15,应答者和失败者的肠道菌群组分和功能变化具有差异,FMT或是一种持续根除CPE的有效策略。(@爱的抉择)
Oral capsulized Fecal microbiota transplantation for eradication of carbapenemase-producing Enterobacteriaceae colonization with a metagenomic perspective
2020-06-08, doi:10.1093/cid/ciaa737

冷冻干燥保藏法在粪菌移植中的应用潜力

Gut Microbes [IF:7.74]
① 粪便样品经冷冻干燥(FD)保存和甘油冻存12个月后,菌群的存活率、短链脂肪酸浓度和抗艰难梭菌(CD)的作用没有显著改变;② 水化后的FD粪便样本中的菌群能够在无菌小鼠的消化道内成功定殖;③ 在清除小鼠模型的CD感染、改善小鼠临床评分和组织损伤、增加小鼠的存活率以及改善CD感染导致的肠道菌群失衡方面,使用FD保存的粪菌移植效果好于甘油冻存粪便;④ 通过加入适当比例的填充剂和助流剂,FD粪便样品可被制成适于口服的硬胶囊。
【主编推荐语】粪菌移植(FMT)是将健康人粪便中的功能菌群,移植到患者胃肠道内,重建新的肠道菌群,实现肠道疾病的治疗。近些年随着艰难梭菌感染(CDI)发病率逐年增高,FMT 在临床的应用也越多越多,而使用冷冻或冻干粪便胶囊的核心问题是样品中微生物群的存活率、定殖能力和功效能否长时间保持。发表在《Gut Microbes》上的一项研究证实,粪便样品经冻干保存后其微生物群存活率、成分和抗艰难梭菌活性无显著下降,并在治疗小鼠模型CDI感染方面的表现优于甘油冷冻保存的粪便样品,且得益于其粉末状易制成适于口服的硬胶囊,从而达到简化治疗的目的。(@EADGBE)
Freeze-dried fecal samples are biologically active after long-lasting storage and suited to fecal microbiota transplantation in a preclinical murine model of Clostridioides difficile infection
2020-06-05, doi:10.1080/19490976.2020.1759489

供体选择影响粪菌移植对溃疡性结肠炎的长期疗效

Journal of Clinical Medicine [IF:3.303]
① 纳入92名中重度UC患者,55名接受A-FMT治疗,37名接受AFM治疗,对比A-FMT与AFM的长期疗效;② 治疗4周后,A-FMT组及AFM组患者的临床应答率分别为56.3%及48.6%,而治疗24个月后,A-FMT组患者的疗效维持率显著高于AFM组;③ 供体与患者之间的较小年龄差(小于10岁)与更高的疗效维持率相关,兄弟姐妹间的粪菌移植的疗效维持率显著高于父母子女间的粪菌移植;④ 实现长期疗效维持的患者的菌群(尤其是拟杆菌门)与供体相似。
【主编推荐语】前期研究表明,粪菌移植后接受三联抗生素(A-FMT)治疗可导致拟杆菌门的有效定殖,并实现溃疡性结肠炎(UC)的短期缓解。《Journal of Clinical Medicine》上发表的一项最新研究,发现相比于单独使用三联抗生素(AFM)治疗,中重度UC患者在A-FMT治疗后的长期疗效维持率更高。另外,该研究还发现,长期疗效维持率与供体选择相关,应尽量选择与患者年龄差较小的供体,且兄弟姐妹之间的粪菌移植效果优于父母-子女之间的粪菌移植。(@szx)
Matching between Donors and Ulcerative Colitis Patients Is Important for Long-Term Maintenance after Fecal Microbiota Transplantation
2020-05-31, doi:10.3390/jcm9061650

张发明团队:结肠途径TET满足患者多次粪菌移植治疗需求

BMC Gastroenterology [IF:2.489]
① 结肠途径经内镜肠道植管术(TET)是经结肠镜将管道植入并固定于肠道深部的技术,可用于多次粪菌移植(FMT)及全结肠给药;② 本研究中,TET管的平均保留时间为8.5天,组织夹类型是影响TET管保留时间的独立影响因素;③ 患者对结肠TET的总体满意度为97.8%,TET术中及术后均无严重不良事件发生;④ 作为一种新型内镜介入技术,结肠 TET具有安全、操作简单、患者满意度高等优点,患者无需多次内镜介入便可实现FMT及药物的重复治疗。
【主编推荐语】南京医科大学第二附属医院张发明团队近期在《BMC Gastroenterology》发表研究的前瞻性研究中,介绍了新型内镜介入技术——结肠途径经内镜肠道植管术(TET),以及影响结肠TET的方法学、可行性和安全性的可能因素。在2019年权威医学期刊《Lancet》发表的综述论文中(查看文章),评价TET为有前途的粪菌移植治疗途径。本项研究结果对有多次FMT治疗及全结肠给药治疗需求的患者具有参考意义。(@mildbreeze)
Colonic transendoscopic tube-delivered enteral therapy (with video): a prospective study
2020-05-06, doi:10.1186/s12876-020-01285-0

刘星吟+夏育民等:SLE患者的菌群变化与糖皮质激素治疗和细胞因子失调相关

Gut Microbes [IF:7.74]
① 纳入20名健康人、17名SLE-G患者、20名SLE+G患者;② SLE-G患者的肠道菌群多样性及组成显著不同于健康人及SLE+G患者,菌属多样性的增加导致菌群网络中有更多的关联;③ SLE-G患者的拟杆菌门水平显著升高,糖皮质激素治疗可能与拟杆菌门水平降低及厚壁菌门/拟杆菌门比值的恢复相关;④ SLE-G患者的细胞因子水平失调,任意两组之间的细胞因子差异与两组之间的特定菌属的丰度变化相关;⑤ SLE-G患者的肠道菌群功能以显著异于健康人及SLE+G患者。
【主编推荐语】肠道菌群和免疫因子可能参与了系统性红斑狼疮(SLE)的发生发展。来自南京医科大学的刘星吟团队与西安交通大学第二附属医院的夏育民团队在《Gut Microbes》上发表的一项队列研究结果,对比了健康人、未接受糖皮质激素治疗的SLE(SLE-G)患者及正在接受糖皮质激素治疗的SLE(SLE+G)患者的肠道菌群多样性、组成及功能差异,发现SLE-G患者的菌群多样性及组成显著异于SLE+G患者及健康人,而SLE+G患者与健康人的菌群相似,提示糖皮质激素疗法可恢复SLE患者的肠道菌群稳态。另外,SLE患者的多种细胞因子水平失调,并与特定菌属的丰度变化相关,而糖皮质激素治疗与部分细胞因子的降低相关。(@szx)
Alteration in gut microbiota is associated with dysregulation of cytokines and glucocorticoid therapy in systemic lupus erythematosus
2020-06-07, doi:10.1080/19490976.2020.1768644
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