Nature Reviews:肠道与行为交互作用的3大发现(年度回顾)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:29.848]
① 摘取3篇本年度重大研究,以进一步理解肠道如何适应环境,控制大脑和行为;② 线虫肠道菌Providencia的酪胺代谢产物章鱼胺,能靶向ASH伤害感受神经元上的OCTR1受体,调节嗅觉反应,使线虫吃进更多同种细菌;③ 糖分子(而非甜味剂)通过肠道内的糖感受器SGLT1将信号传至迷走神经节神经元,激活脑干孤束尾核(cNST)神经元,导致小鼠对糖的偏好;④ 睡眠剥夺的果蝇和小鼠因肠道活性氧积累而死亡,补充褪黑素等抗氧化剂能延长寿命。
【主编推荐语】人们日常生活中最愉快但也最危险的活动之一就是进食。但一旦食物被吞下,我们所能做的就是相信自己的直觉——Trust your gut。而人类肠道含有比脊椎更多的神经细胞,但对肠道神经调节宿主行为的机制知之甚少。发表在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology上的一篇年度回顾,重点介绍了2020年发表的3项关于肠道与宿主行为交互作用的重大研究进展,进一步表明肠道对健康的重要性。(@EADGBE)
Viscera affectum anno: the gut beyond eating behaviours
2020-12-01, doi:10.1038/s41575-020-00393-2

Nature子刊:肠道菌群失调诱发小鼠抑郁症的机制

Nature Communications [IF:12.121]
① UCMS诱导小鼠的抑郁样行为,通过粪菌移植可将抑郁样行为传递给无菌小鼠,并减少海马神经发生;② 机制上,UCMS诱导的菌群失调(以乳杆菌科的减少为特征)改变了脂肪酸的代谢,降低了大麻素受体1(CB1)配体的前体浓度,从而抑制了内源性大麻素(eCB)信号介导的mTOR信号通路活化;③ 阻断eCB降解酶、补充花生四烯酸(eCB的前体)或补充植物乳杆菌,均可恢复海马中的eCB水平及神经发生,并缓解菌群失调诱导的小鼠抑郁样行为。
【主编推荐语】Nature Communications上发表的一项最新研究,在慢性不可预测的轻度压力(UCMS)诱导的小鼠抑郁症模型中,发现UCMS可通过诱导肠道菌群失调,影响脂肪酸的代谢,以抑制内源性大麻素信号的激活,从而降低小鼠的海马神经发生,并引发抑郁样行为。恢复内源性大麻素信号,或补充特定菌株以调节肠道菌群,可缓解小鼠的抑郁样行为。该研究结果提示,饮食或益生菌干预或可作为改善抑郁症的潜在手段。(@szx)
Effect of gut microbiota on depressive-like behaviors in mice is mediated by the endocannabinoid system
2020-12-11, doi:10.1038/s41467-020-19931-2

Nature子刊:单细胞测序定义12个肠神经元类型

Nature Neuroscience [IF:20.071]
① 用单细胞RNA测序分析小鼠的小肠肌间神经丛神经元,根据分子特征定义了12种肠神经元类型(ENC),含6种运动神经元、3种感觉神经元、2种中间神经元等;② 这些ENC主要由细胞通讯特征来定义,各有独特的基因表达谱(如不同的转录因子、信号分子、黏附分子、离子通道等的组合);③ 在发育过程中,肠神经系统祖细胞首先分出2个类型分支(ENC1和ENC8),之后这2个分支不断分化出其余的ENC类型,其中ENC8/9向ENC12的转化依赖于PBX3的表达。
【主编推荐语】肠神经系统被喻为“第二大脑”,在调控肠道生理方面发挥重要作用,但其中复杂的神经元类型,以及这些不同类型的神经元是如何发育分化出来的,人们尚未搞清。Nature Neuroscience近期发表的一项研究,通过单细胞RNA测序,建立了一种新的肠神经元分类,根据基因表达特征定义了肠神经元的12个类型,并提出了阐释肠神经元发育分化的一种新模型。(@mildbreeze)
Diversification of molecularly defined myenteric neuron classes revealed by single-cell RNA sequencing
2020-12-07, doi:10.1038/s41593-020-00736-x

肠交感神经输入产生的区域特异性调节

Gastroenterology [IF:17.373]
① 交感神经能自发地激活神经细胞,同时也可激活并调节神经胶质细胞、肠上皮及免疫细胞等非神经细胞;② 交感神经对结肠近端和远端细胞的调节存在差异,这部分是由a-肾上腺素受体所介导的;③ 这种细胞活动的区域特异性变化可能和光遗传和电信号激活的交感神经通路所产生的运动模式相关;④ 不同区域应对交感神经应答的差异可能归因于不同细胞类型受体的差异,这也侧面反应了结肠的近段和远端区域行使着不同的功能。
【主编推荐语】肠道交感神经被认为是通过影响肠神经及非神经细胞来调节结肠功能,但目前仍缺乏不同细胞对于交感神经刺激的应答过程及实时记录,以及交感神经对于不同结肠区域(近段和远端)的调节方式及机制是否一致。 Gastroenterology上发表的一项研究,通过组织追踪,光遗传学技术,以及人结肠的单细胞测序,揭示了交感神经对不同细胞类型及结肠区域的差异性调控。(@Vera)
Sympathetic input to multiple cell types in mouse and human colon produces region-specific responses
2020-09-23, doi:10.1053/j.gastro.2020.09.030

牙龈卟啉单胞菌抑制骨骼肌的糖摄取以增加代谢综合征风险

FASEB Journal [IF:4.966]
① 在35名日本代谢综合征患者中,牙周致病菌的IgG抗体滴度与临床/生化指标相关;② 牙龈卟啉单胞菌(Pg)的IgG抗体滴度与肌肉内脂肪组织含量(IMAC)、空腹血糖及胰岛素抵抗呈正相关;③ 在高脂饮食喂养的小鼠中,口服Pg可损伤葡萄糖耐受性、诱导胰岛素抵抗、增加IMAC;④ 另外,高脂饮食+Pg处理的小鼠的比目鱼肌表现出脂肪浸润、葡萄糖摄取减少、TNF-α表达增加、胰岛素信号降低,且肠道菌群组成发生改变。
【主编推荐语】骨骼肌在糖代谢中起到重要作用,牙周病可增加代谢综合征的风险,但背后的关联机制尚未明确。FASEB Journal上发表的一项最新研究,发现代谢综合征患者的多项临床及生化指标与牙周致病菌(尤其是牙龈卟啉单胞菌)的IgG抗体滴度相关,而高脂饮食+牙龈卟啉单胞菌处理可损伤小鼠的糖耐受,降低骨骼肌的糖摄取,促进胰岛素抵抗、脂肪累积及炎症应答,并改变肠道菌群组成。(@szx)
Porphyromonas gingivalis impairs glucose uptake in skeletal muscle associated with altering gut microbiota
2020-11-16, doi:10.1096/fj.202001158R
延伸阅读: 【ScienceDaily】
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