Science:用天然菌群释放实验小鼠的研究价值

Science [IF:41.037]
① 将常规实验小鼠的胚胎植入野生小鼠,获得具有天然菌群和病原体的“野化鼠”,其肠道、皮肤和阴道的细菌群以及肠道真菌组和病毒组,均类似野生小鼠,而与常规小鼠不同;② 野化鼠的菌群在至少5代内保持稳定,被抗生素和高脂饮食扰动后有良好的恢复性,与常规小鼠同笼饲养也不影响其菌群;③ 野化鼠的脾脏(核心淋巴器官)和血液免疫表型与野生小鼠类似;④ 在两项临床前实验中,与常规小鼠相比,野化鼠可准确反映人类患者对药物的免疫应答。
【主编推荐语】共生菌群可影响宿主发育和生理功能,尤其是免疫系统。常规实验小鼠不具备“正常”的共生菌群,可能影响实验结果的可重复性甚至转化应用价值。Science发表的一项最新研究,报道了一种使实验小鼠拥有“天然”菌群的方法,由此产生的“野化鼠”在一定程度上具有与野生小鼠类似的免疫表型。在两项临床前实验中,常规实验小鼠未能预测人类患者对药物治疗的免疫反应,而野化鼠的反应与患者一致。因此,与常规模型小鼠相比,有明确基因型+天然菌群的野化鼠,恐怕更适合用于研究宿主-菌群互作,有助于提高临床前研究的转化应用价值。(@mildbreeze)
Laboratory mice born to wild mice have natural microbiota and model human immune responses
2019-08-02, doi:10.1126/science.aaw4361
延伸阅读: 【Science】

赵江潮+李英:猪一生中,肠道菌群如何变化

Microbiome [IF:10.465]
① 采集18头猪在不同时期共16个时间点的273份直肠拭子,分析猪一生的肠道菌群变化;② 共检测到19个门,厚壁菌门和拟杆菌门最多,菌群α多样性呈增加趋势,菌群结构随生长阶段改变,91个细菌特征有阶段特异性;③ 移植生长阶段猪的粪菌,不影响受体断奶仔猪肠道菌群的整体组成和阶段特征,但显著提高了其生长性能,与链球菌属和梭菌科的增多相关;④ 鉴定出69个核心菌群成员;⑤ 日粮(尤其是玉米中性洗涤纤维)是塑造猪肠道菌群的主要因素。
【主编推荐语】阿肯色大学赵江潮与四川农业大学李英和团队的研究,近期在Microbiome发表,该研究对猪一生肠道菌群的演替变化进行完整的纵向分析,鉴定出不同生长阶段的肠道菌群特征以及核心菌群成员,表明猪的饲料和/或肠道生理在菌群塑造中有重要作用,提示可通过优化阶段特异性的益生菌来改善猪的健康和生产。(@mildbreeze)
Longitudinal investigation of the swine gut microbiome from birth to market reveals stage and growth performance associated bacteria
2019-07-30, doi:10.1186/s40168-019-0721-7
延伸阅读: 【微生态】

Nature子刊:MaPS-seq测序方法揭示肠道微生物空间分布

Nature Biotechnology [IF:31.864]
① 宏基因组绘图采样测序(MaPS-seq),实现在微米级分辨率下表征微生物组的空间结构;② 将完整的微生物组样品固定在凝胶基质中并冷冻破碎成颗粒,然后通过基于液滴的包封,条形码化16S rRNA扩增和深度测序鉴定颗粒中相邻的微生物类群;③ 对小鼠肠道的三个区域的分析揭示了微生物分布异质性,以及特定分类群之间的正和负相关联性;④ 在肠道中发现了拟杆菌分类群之间的强烈关联,并显示细菌的系统发育聚集的局部区域与饮食扰动有关。
【主编推荐语】空间结构对于维护自然生态系统非常重要,许多微生物群落,包括肠道微生物群,显示复杂的空间组织。绘制细菌的生物地理图可以揭示群落功能的相互作用,但现有的方法无法容纳天然微生物组中发现的数百种物种。Nature Biotechnology发表的这项研究提出一种新测序方法——MaPS-seq,可以实现空间宏基因组学测序数据,可用于研究微生物复杂栖息地的生物地理学。(@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组)
Spatial metagenomic characterization of microbial biogeography in the gut
2019-07-22, doi:10.1038/s41587-019-0183-2

Nature子刊:宏基因组二、三代混合组装新软件OPERA-MS

Nature Biotechnology [IF:31.864]
① OPERA-MS采用重复感知聚类和精确的支架方法结合,实现二、三代序列的混合宏基因组组装;② 基于模拟和真实宏基因组样本评估,获得目前最高质量的宏基因组,比长读长更高的碱基准确度,比短读长更高的连续性和比混合组装更少的错误;③ 软件还可实现同一物种内菌株水平组装,获得稀有物种的高质量参考基因组;④ 结合纳米孔读长实现80个完整质粒或噬菌体序列组装,为研究肠道抗生素抗性组精细研究提供可能。
【主编推荐语】二代测序通量高、准确度高,但读长短;三代测序读长长,但错误率高、成本高。将这两者的优势结合,目前在宏基因组领域还没有得到广泛应用,存在很多技术难题没有解决。近日,来自新加坡基因组所的Niranjan Nagarajan课题组发布了一款二、三代测序混合组装软件OPERA-MS,组装结果不仅碱基准确率高,而且短读长数据拼接长度提升了一个数量级。这一重镑成果于7月29日发表于世界顶级期刊《Nature Biotechnology》。(@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组)
Hybrid metagenomic assembly enables high-resolution analysis of resistance determinants and mobile elements in human microbiomes
2019-07-29, doi:10.1038/s41587-019-0191-2
延伸阅读: 【宏基因组】

Nature子刊:纳米孔宏基因组测序,6小时快速诊断下呼吸道感染病原体

Nature Biotechnology [IF:31.864]
① 细菌性下呼吸道感染(LRI)培养法诊断敏感性差且太慢,不能指导早期的靶向抗生素治疗;② 作者开发了一种用于细菌LRI诊断的宏基因组学方法,基于皂苷有效去除99.99%的宿主DNA并结合纳米孔测序;③ 该方法从样品到结果仅需6小时,对病原体检测的敏感性96.6%、特异性41.7%,同时可检测抗生素抗性基因;④ 结合定量PCR和特异性基因,特异性和灵敏度增加至100%。⑤ 纳米孔宏基因组学可以快速准确地表征细菌LRI,有助于减少广谱抗生素的使用。
【主编推荐语】下呼吸道感染年导致300万人死亡且病原体类型广泛,目前基于培养的诊断需2~3天且敏感性较差。2019年7月Nature Biotechnology以《纳米孔上的临床宏基因组学》(Clinical metagenomics on a nanopore)为封面,刊登了英国东安格利亚大学Justin O'Grady博士及合作者共同发布的首个使用纳米孔技术的快速、经济的宏基因组测序方法,直接从患者呼吸道样本中准确快速地识别细菌病原体,并在6小时内准确检测抗性基因的突破性研究。(@刘永鑫-中科院遗传发育所-宏基因组)
Nanopore metagenomics enables rapid clinical diagnosis of bacterial lower respiratory infection
2019-06-24, doi:10.1038/s41587-019-0156-5

Nature:健康人类胎盘可能没有菌群

Nature [IF:43.07]
① 收集不良妊娠和对照胎盘样本共537例,用严谨的试验设计分析胎盘微生物组,发现几乎全部的细菌信号是源于污染;② 样本中的细菌DNA污染主要来源:分娩和样本收集(取自胎盘内部的样本,也会在分娩过程中获得阴道和血源性污染)、样本处理(DNA提取、PCR试剂)、文库准备或测序(与其它同期测序项目发生交叉污染);③ 致病菌无乳链球菌是唯一的非污染细菌信号,存在于约5%的胎盘中,但与子痫前期、小于胎龄儿和早产,均无显著关联。
【主编推荐语】胎盘有无菌群是很有争议的话题,此前有研究显示胎盘中可能存在菌群,且菌群组成可能影响妊娠结局,但也有研究认为这些菌群可能是来自试验污染。Nature最新发表了来自剑桥大学的研究,用严格的实验设计(包括不同的分娩和取样方式、阴/阳性对照、多种DNA提取和测序方法等),对500多个胎盘样本进行检测,表明绝大多数胎盘在分娩前应该都是无菌的——几乎所有的胎盘细菌信号都能找到其污染来源。唯一例外的是一种叫做无乳链球菌的致病菌,确实存在于很小比例的胎盘中,但与不良妊娠结局没有显著关联。这些结果为“胎盘无菌群”添加了一枚很有分量的砝码,也提示正常情况下人肠道菌群的最初定植恐怕不是发生在子宫内。(@mildbreeze)
Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens
2019-07-31, doi:10.1038/s41586-019-1451-5
7月,最值得看的30篇肠道健康文献!
话题:2019年7月,根据“热心肠因子”计算的30篇必读文献。
2019-08-01
肠道菌群如何代谢三大营养物质?
话题:肠道菌群代谢物,生物膜,红斑狼疮,怀孕,脓毒症,呼吸道菌群,干细胞。
2019-07-31
炎症性肠病小专题:新见解与新疗法
话题:IBD,巨噬细胞,并存病,肠脑轴,scRNA-seq,抗TNF治疗,成本效益,微生
2019-07-30
关于我国高发的食道癌,你需要了解这些
话题:食道癌,结直肠癌,肝癌,类器官,胃癌,耐药,免疫治疗,乙酸代谢,脂肪细胞。
2019-07-29
除了少吃精制碳水和红肉,预防糖尿病还要在吃上注意啥?
话题:糖尿病,素食,烤肉,膳食脂肪,个性化营养,生酮饮食,辣椒,古式饮食。
2019-07-28
《自然生物技术》发表新一代微生物组分析平台QIIME 2——菌群分析步入可重复时代
回顾近10年菌群分析领域的软件和算法,认识这些推动微生物组学规律发现的幕后英雄!
2019-07-27
《科学》:免疫缺陷促肥胖?肠道菌群要背锅
话题:肥胖,免疫-菌群互作,内脏脂肪,腹部肥胖,脂肪组织巨噬细胞,胃肠蠕动,骨骼肌。
2019-07-26
巧用噬菌体,让大肠癌治疗更加安全有效!
话题:噬菌体,大肠癌,肝癌,免疫治疗,工程菌,精神益生菌,HIV感染,脊柱关节炎,帕金森
2019-07-25
肠道菌群参与儿童哮喘,再添新证!
话题:肠道菌群代谢物,哮喘,呼吸道菌群,呼吸道病毒感染,结肠炎,胆汁酸,肠脑轴。
2019-07-24
1篇《自然》+2篇《自然·医学》,肠道菌群再成焦点!
话题:渐冻症,PCOS,衰老,Akk菌,宏基因组学,抗生素耐药,空气菌群,PTSD,低镁
2019-07-23