Cell:饮食组成及进食节律调控小肠菌群、免疫及屏障功能

Cell [IF:38.637]
① 小肠上皮细胞(SIEC)的转录组及MHCII表达呈现由进食介导的昼夜震荡特征;② 改变小鼠的进食节律(扰乱肠道生物钟、限时进食、延迟进食)或饮食组成(高脂饮食)影响SIEC的MHCII表达节律;③ 这种调控作用依赖于小肠菌群,小肠菌群通过接触依赖性方式诱导SIEC的MHCII表达;④ SIEC的MHCII表达调控CD4+ IL-10+上皮内淋巴细胞比例及小肠上皮屏障通透性的节律性变化;⑤ 时差可破坏上述饮食-菌群-免疫轴,恶化小鼠的克罗恩病样肠炎。
【主编推荐语】在一天的24小时里,小肠暴露于不同的食物及菌群抗原中,但仍维持免疫稳态,在遗传易感性个体中,这一平衡的破坏可能导致克罗恩病。Cell最新发表了来自以色列魏茨曼科学研究所Eran Elinav团队和Hagit Shapiro团队的最新合作研究,发现饮食组成及进食节律可通过调控小肠菌群的周期性变化,介导小肠上皮细胞(SIEC)中的MHCII表达的昼夜震荡,从而影响小肠的IL-10分泌及上皮屏障功能的节律。破坏上述饮食-菌群-SIEC MHCII-IL-10-上皮屏障轴的节律可恶化小鼠的克罗恩病样肠炎,对该轴的调控或可作为未来克罗恩病干预的潜在策略。(@szx)
Diet Diurnally Regulates Small Intestinal Microbiome-Epithelial-Immune Homeostasis and Enteritis
2020-09-03, doi:10.1016/j.cell.2020.08.027

Cell:对肠神经系统的单细胞分析发现了什么?

Cell [IF:38.637]
① 开发2种方法,可对成年小鼠和人的肠神经系统(ENS)进行单核RNA测序;② 分析小鼠肠道~119万个细胞核,获得5068个回肠+结肠神经元,鉴定出21个神经元亚群和3个神经胶质亚群;③ ENS基因表达受生物节律和所处肠段的影响,CNS疾病相关基因在ENS中随衰老而表达升高;④ 分析~44万个人结肠细胞核,获得1445个神经元,与小鼠的结肠神经元亚群存在一致和差异;⑤ 鉴定出ENS与上皮、间质和免疫细胞之间的潜在互作;⑥ 人ENS中表达与肠道和肠外疾病相关的风险基因。
【主编推荐语】尽管肠神经元数量稀少(比如在结肠中,神经元在结肠细胞总数中只占不到1%),肠神经系统(ENS)对肠道功能起到重要的调控作用。但由于技术限制,这些神经元难以从组织中分离出来,导致人们一直缺乏对ENS分子特征的系统性研究。Cell最新上线来自美国Broad Institute的研究,开发了两种可用于对ENS和其它组织进行单细胞核RNA测序的方法(RAISIN RNA-seq和MIRACL-seq),并用这些方法分析了小鼠和人体肠道中的160万个细胞及其中的6513个肠神经元,揭示了肠神经元的非凡的多样性。该研究鉴定出几十个神经元亚群,揭示了不同因素(年龄、物种、生物节律、所处肠段等)对ENS的组成和基因表达的影响,以及肠神经与其它肠道细胞之间的潜在互作,并为肠神经元通过神经-免疫互作机制参与肠道和肠外疾病提供了新证据。(@mildbreeze)
The Human and Mouse Enteric Nervous System at Single-Cell Resolution
2020-09-03, doi:10.1016/j.cell.2020.08.003
延伸阅读: 【Medical Xpress】

吲哚逆转衰老期间的结肠上皮杯状细胞减少

PNAS [IF:9.412]
① 随着小鼠的衰老,肠道上皮的细胞组成发生变化,结肠中的杯状细胞比例降低;② 在幼年(8-12周龄)或老年(22-24月龄)小鼠中,定殖可分泌吲哚及吲哚衍生物的细菌或口服补充吲哚-3-甲醛,均可增加肠道上皮细胞的增殖,并促进杯状细胞分化;③ 机制上,吲哚通过作用于芳香烃受体(AHR)以增加IL-10的表达,从而诱导杯状细胞分化,而该作用并不依赖于I型IFN或IL-22信号。
【主编推荐语】肠道菌群通过分泌吲哚等因子调控肠道上皮对应激的敏感性,并通过激活IL-22及I型IFN信号通路促进上皮修复。来自PNAS上发表的一项最新研究,发现吲哚及其衍生物可通过作用于芳香烃受体,以促进IL-10的表达,从而诱导杯状细胞分化,以逆转小鼠衰老期间结肠上皮的杯状细胞减少。该研究结果提示,在衰老过程中,肠道共生菌群产生的吲哚可抑制肠道屏障完整性的下降及衰老导致的系统性炎症。(@szx)
Indoles from the commensal microbiota act via the AHR and IL-10 to tune the cellular composition of the colonic epithelium during aging
2020-08-17, doi:10.1073/pnas.2003004117

轻度认知障碍患者的肠道真菌特征

EBioMedicine [IF:5.736]
① 纳入11名MCI患者及6名CN老年人,随机分别先后进行6周的MMKD或AHAD干预;② MCI患者的肠道真菌群中,物种多样性更低,核盘菌科等5种菌科及葡萄孢属等4种菌属的丰度较高,Meyerozyma的丰度较低;③ 在2组之间,特定真菌分类群与阿尔兹海默症标志物及肠道细菌的关联不同;④ MMKD显著增加了伞菌属及Mrakia属,而减少了酵母菌属及麦角菌属;⑤ MMKD显著增加了MCI患者的肠道真菌多样性,且对MCI患者或CN受试者的肠道真菌组成的影响存在差异。
【主编推荐语】来自EBioMedicine上发表的一项随机双盲交叉试验,在11名轻度认知障碍(MCI)及6名认知正常(CN)老年人中,对比鉴定了肠道真菌多样性及组成的差异,并发现肠道真菌与肠道细菌及阿尔兹海默症标志物之间的关联在2组之间有所差异。对所有受试者随机先后进行6周的改良地中海生酮饮食(MMKD)或美国心脏协会饮食(AHAD)干预,发现MMKD对2组受试者的肠道真菌多样性及组成的影响有所不同。(@szx)
Gut mycobiome and its interaction with diet, gut bacteria and alzheimer's disease markers in subjects with mild cognitive impairment: A pilot study
2020-09-27, doi:10.1016/j.ebiom.2020.102950
延伸阅读: 【ScienceDaily】
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