第1689期：仝小林+王军等：鉴定"葛根芩连汤"调菌降糖关键成分
本期话题：糖尿病，小檗碱，知母，肠内分泌细胞，胆汁酸，小肠，自闭症，血压，慢性疼痛，Akk菌，细胞衰老
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2020年12月30日

仝小林、王军等：葛根芩连汤调菌群降血糖，小檗碱是关键成分

Genomics, Proteomics and Bioinformatics [IF:7.051]
① 在糖尿病大鼠模型中，GQD及其组分小檗碱有着相当的降血糖作用，并均可使肠道菌群结构恢复至与正常大鼠相似；② GQD及小檗碱处理均可导致粪杆菌属、罗斯氏菌属等丁酸盐产生菌的富集，并增加粪便中的短链脂肪酸水平；③ GQD及小檗碱可相似地调控回肠基因的表达，下调免疫应答相关基因，上调脂代谢相关基因；④ 另外，GQD及小檗碱均可降低血清中的促炎细胞因子浓度，并减少胰岛中的炎症相关基因的表达，以缓解系统性及局部炎症。
【主编推荐语】葛根芩连汤（GQD）是一种常用于2型糖尿病的中药配方。来自中科院微生物所的王军团队、广安门医院的仝小林院士和赵林华与团队，在Genomics, Proteomics and Bioinformatics上发表的一项最新研究，发现GQD可通过其关键组分——小檗碱调节肠道菌群的组成，富集丁酸盐产生菌，调控回肠基因表达，并降低全身及胰岛的炎症因子表达，从而降低糖尿病大鼠的血糖。（@szx）
Antidiabetic Effects of Gegen Qinlian Decoction via the Gut Microbiota Are Attributable to Its Key Ingredient Berberine
2020-12-21, doi:10.1016/j.gpb.2019.09.007
延伸阅读： 【中国科学院微生物研究所】
小檗碱 葛根芩连汤 研究论文 基础研究 动物实验 2型糖尿病 肠道菌群 中医药 Gut microbiota Type 2 diabetes mellitus traditional Chinese medicine Berberine Gegen Qinlian Decoction Linhua Zhao Xiaolin Tong Jun Wang Xizhan Xu Zezheng Gao
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马百平等：知母调节肠道菌群、恢复胰腺功能，改善大鼠糖尿病

Biomedicine and Pharmacotherapy [IF:4.545]
① 在知母提取物（AAE）中检测到8种黄酮和30种皂苷化合物，给糖尿病大鼠口服补充AAE可改善血糖、脂质谱和炎症；② AAE中一系列甾体皂苷和黄酮的原型及代谢产物，在肠道中的水平比血中高1-3个数量级；③ 未吸收的AAE成分可提高肠道菌群多样性，富集了包括Blautia等在内的有益菌，提高SCFA水平，并减少了克雷伯菌属等潜在有害菌；④ AAE吸收入血的成分通过上调peroxiredoxin 4的表达，促进胰腺细胞再生及胰岛细胞功能的恢复。
【主编推荐语】知母是中医临床常用的降糖药味之一，药理研究显示其具有显著降糖活性，但存在口服生物利用度低这一中药普遍存在的学术问题。北京放射医学研究所的马百平团队、中国医学科学院余利岩团队、国家蛋白质科学中心徐平团队、大连理工大学董悦生团队近期在Biomedicine & Pharmacotherapy上发表合作文章，揭示了知母降糖的多重机制和靶点，包括改善肠道菌群和恢复胰腺功能等，同时也提供了一个阐述低生物利用度中药作用的多机制、多靶点的新策略。（@mildbreeze）
Anemarrhena asphodeloides modulates gut microbiota and restores pancreatic function in diabetic rats
2020-11-29, doi:10.1016/j.biopha.2020.110954
糖尿病 中医药 知母 大鼠 肠道菌群 Yuesheng Dong Ping Xu Liyan Yu Baiping Ma
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Cell子刊：肠内分泌细胞怎样感知肠菌信号并传给神经？

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 迟缓爱德华氏菌（E.tarda）激活了斑马鱼肠内分泌细胞（EEC）的瞬时受体电位锚蛋白1（Trpa1）表达；② TRPA1信号的激活直接刺激肠道运动，促进宿主对E.tarda的清除，维持肠道微生物稳态；③ 激活的TRPA1信号不直接激活肠平滑肌，而是通过5-羟色胺（5-HT）激活肠胆碱能神经元并促进肠蠕动；④ TRPA1信号也激活了肠中的迷走神经感觉神经节；⑤ E.tarda分泌的色氨酸代谢产物也可激活小鼠和人TRPA1途径，从而调节肠道蠕动和肠-脑轴。
【主编推荐语】肠上皮利用上皮感觉肠内分泌细胞（EEC）感知营养和微生物刺激。脊椎动物的肠道受肠内神经系统（ENS）和来自自主神经的外源性神经元的支配，但肠道微生物刺激是否以及如何通过EEC调节ENS或迷走神经感觉活动尚不清楚。发表在Cell Host and Microbe上的一项研究发现了保守的TRPA1途径，通过这个途径，EEC可以调节肠道和迷走神经通路以响应微生物信号，或可用来治疗肠道菌群相关的神经系统疾病。（@EADGBE）
Enteroendocrine cells sense bacterial tryptophan catabolites to activate enteric and vagal neuronal pathways
2020-12-21, doi:10.1016/j.chom.2020.11.011
肠内分泌细胞 色氨酸代谢产物 共生菌-神经互作 菌群-肠-脑 肠蠕动 肠神经系统 John F Rawls Lihua Ye
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小肠TCDCA-FXR轴调控局部营养素感应和糖耐受

Molecular Metabolism [IF:6.448]
① 向上小肠（USI）或回肠灌注营养素（油酸或葡萄糖），可增加健康大鼠的糖耐受，但对高脂喂养（HF）的大鼠无效；② 给HF大鼠移植健康大鼠的USI菌群，能恢复其营养素感应，降低USI和回肠内的牛磺鹅去氧胆酸（TCDCA），进而抑制FXR；③ 抑制USI或回肠的FXR，能增强HF大鼠的营养素感应，改善糖耐受；④ 而USI（而非回肠）中的胆盐水解酶，会激活FXR，破坏USI和回肠中的营养素感应；⑤ 小肠菌群可能通过TCDCA-FXR轴调节局部营养素感应和糖耐受。
【主编推荐语】研究对大鼠进行营养素（比如油酸、葡萄糖）注射，测定上小肠和回肠部位葡萄糖的耐受度；并通过菌群移植的方法检测肠道菌群对局部营养素感应葡萄糖调控途径的调节作用。研究结果显示，TCDCA-FXR轴在此过程中发挥了必要作用。（@兵兵）
Small intestinal taurochenodeoxycholic acid-FXR axis alters local nutrient sensing glucoregulatory pathways in rats
2020-11-29, doi:10.1016/j.molmet.2020.101132
胆汁酸 血糖调控 小肠菌群 牛磺鹅去氧胆酸 小肠 营养感应 Tony K T Lam T M Zaved Waise Yu-Mi Lim
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自闭症患儿的血液和粪便代谢组

Biological Psychiatry [IF:12.095]
① 收集ASD儿童及健康儿童的共231份血浆样本和97份粪便样本，对血浆及粪便代谢组进行对比分析；② ASD儿童与健康儿童的氨基酸、脂质、异生物质、辅因子/维生素代谢通路有所差异；③ ASD儿童存在氧化应激、线粒体功能障碍、类固醇激素水平升高、脂质谱变化及酚类代谢物水平改变；④ 脂质、异生物质及氨基酸代谢通路与ASD的临床行为评分相关；⑤ 将ASD儿童的粪菌移植给小鼠，可导致小鼠的代谢特征发生相应变化。
【主编推荐语】Biological Psychiatry上发表的一项队列研究结果，对比分析了自闭症谱系障碍（ASD）患儿与健康儿童的血浆及粪便代谢组差异，并发现特定代谢产物的变化与ASD临床行为评分密切相关。该研究结果提示，特定代谢产物或可作为ASD的生物标志物。（@szx）
Plasma and Fecal Metabolite Profiles in Autism Spectrum Disorder
2020-10-09, doi:10.1016/j.biopsych.2020.09.025
自闭症谱系障碍 研究论文 队列研究 代谢产物 Brittany D Needham Sarkis K Mazmanian
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肠道菌群及血浆代谢产物与血压的关联

Hypertension [IF:7.713]
① 纳入未使用降压药的1082名成年人，分析其中1003人的肠道菌群及434人的血浆代谢组；② 调整饮食、体育锻炼、吸烟、肾功能等因素后，整体菌群群落因血压变化而不同；③ 1104个代谢物中，分别有34及39个代谢物与收缩压及舒张压呈正相关，包括亚油酸、棕榈酸、二氢亚麻酸、8种鞘磷脂，4种酰基肉碱和2种磷脂酰肌醇；④ 功能分析显示，长链饱和酰肉碱、磷脂酰肌醇和鞘磷脂代谢通路与收缩压和舒张压相关。
【主编推荐语】Hypertension上发表的一项队列研究结果，对超过1000名中国成年人的肠道菌群、血浆代谢产物及血压进行分析，发现了菌群及特定代谢产物（如脂质）在收缩压及舒张压中的潜在调控作用。（@szx）
Gut Microbiota and Host Plasma Metabolites in Association with Blood Pressure in Chinese Adults
2020-12-21, doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.120.16154
血压 研究论文 队列研究 血浆代谢产物 Bing Zhang Penny Gordon-Larsen Yiqing Wang
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慢性疼痛患者的肠道菌群变化

Rheumatology [IF:5.606]
① 纳入116名CWP患者（通过标准筛查问卷评估确认）及1623名对照，对粪便菌群进行对比分析；② CWP患者的粪便菌群α-多样性显著低于对照，且Coprococcus comes的丰度显著降低；③ GWAS分析显示，TRAM1L1基因附近的特定位点（rs76957229）与Coprococcus comes的丰度相关；④ 基于GWAS分析结果进行的孟德尔随机化研究发现，Coprococcus comes在CWP的发展中并未起到因果性作用。
【主编推荐语】慢性广泛性肌肉骨骼疼痛（CWP）是纤维肌痛的典型特征之一，可能与肠道菌群的变化相关。来自Rheumatology上发表的一项队列研究结果，发现相比于对照，CWP患者的肠道菌群α-多样性降低，且菌群中的Coprococcus comes丰度降低。但孟德尔随机化研究结果显示，Coprococcus comes与CWP发展并无因果关联。（@szx）
An association between chronic widespread pain and the gut microbiome
2020-12-17, doi:10.1093/rheumatology/keaa847
慢性疼痛 研究论文 队列研究 孟德尔随机化法 全基因组关联分析（GWAS） Frances M K Williams Maxim B Freidin
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一种新型重塑酶帮助Akk菌利用钴胺酰胺

mBio [IF:6.784]
① Akkermansia muciniphila MucT菌株可利用多种钴胺酰胺底物进行生长，且对它们无底物选择性；② 在该菌株的钴胺酰胺利用基因座中鉴定了Amuc_1679编码的氧敏感型重塑酶CbiR，负责将钴胺酰胺转化为假钴胺素（pCbl）；③ 体外酶学性质测定表明，CbiR可水解多种钴胺酰胺底物；④ 在大肠杆菌中表达CbiR，可扩展其钴胺酰胺的底物利用谱；⑤ 在多种细菌中发现了CbiR同源蛋白的编码基因，并多位于钴胺酰胺合成相关基因附近。
【主编推荐语】Akkermansia muciniphila（Akk菌）是人体肠道中一种有益菌，可以利用肠道黏蛋白作为唯一碳源和氮源进行生长，但其大多数其他代谢功能尚未被研究。发表在mBio上的一项研究，从Akk菌中发现了一种新的钴胺素重塑酶CbiR，介导了其对多种钴胺酰胺类化合物的利用，并在多种细菌中发现了CbiR的同源物，表明钴胺酰胺重塑比以前认为的更加广泛。（@EADGBE）
Identification of a Novel Cobamide Remodeling Enzyme in the Beneficial Human Gut Bacterium Akkermansia muciniphila
2020-12-08, doi:10.1128/mBio.02507-20
钴胺酰胺 AKK菌 重塑酶 细菌代谢 酶学性质测定 Michiko E Taga Kenny C Mok
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Nature子刊：营养过剩促进脂肪细胞衰老，加剧代谢疾病

Nature Metabolism [IF:N/A]
① 建立组织特异性端粒酶逆转录酶（TERT）基因敲除(KO)的小鼠模型；② Pdgfra+细胞系中的TERT KO导致皮下脂肪组织（SAT）中脂肪细胞肥大、炎症和纤维化，而Pdgfrb+细胞系中的TERT KO导致SAT和内脏脂肪组织中脂肪细胞都肥大；③ 两种KO模型均观察到系统性胰岛素抵抗，而高脂饮食加重了胰岛素抵抗；④ 而且人体活检的分析表明SAT端粒缩短与减肥手术后的代谢性疾病进展相关；⑤ 过度营养可促进脂肪祖细胞衰老，并与衰老、肥胖和糖尿病相关。
【主编推荐语】已有研究表明，代谢性疾病可能和细胞衰老相关，然而其背后的作用机制仍不清楚。Nature Metabolism上的一项研究揭示，营养过剩可导致干细胞过度分化与端粒磨损，易诱发脂肪细胞的过度衰老，并在那些有代谢紊乱史且对肥胖治疗有抵抗的患者中观察到更短的端粒，该研究近一步建立并证实了衰老、肥胖、端粒长度与代谢疾病之间的联系。（@Vera）
Age-associated telomere attrition in adipocyte progenitors predisposes to metabolic disease
2020-12-14, doi:10.1038/s42255-020-00320-4
延伸阅读： 【Medical Xpress】
细胞衰老 代谢疾病 脂肪祖细胞 端粒 高脂饮食 Mikhail G Kolonin Zhanguo Gao
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