Nature:研究菌群与疾病的因果关系,留心宿主变量干扰

Nature [IF:42.778]
① 基于美国肠道项目数据发现BMI、年龄、性别、地理位置、饮酒频率、肠道蠕动情况(BMQ)、饮食等宿主变量与肠道菌群显著相关;② 在对照组和疾病组间匹配上述部分变量后,会显著减少两组间肠道菌群的差异程度,其中2型糖尿病菌群差异程度减少得最明显;③ 匹配后,抑郁症、自闭症、偏头痛等疾病中,对照组和疾病组间肠道菌群不存在显著差异;④ 饮酒频率对菌群会产生非冗余干扰;⑤ BMQ会对偏头痛和自闭症疾病的肠道菌群结果造成较大干扰。
【主编推荐语】近年来越来越多的研究表明,微生物组对人体健康具有重要影响,但是由于许多研究无法证明因果性,而且基于微生态的治疗方法未能达到预期效果,造成该领域的许多结论备受质疑,而Nature发表的这篇文章说明了宿主变量或会干扰微生物组研究,提示研究者在后续的研究过程中应该充分考虑宿主变量,并将相关的变量纳入研究内,以更好地揭示微生物组与疾病之间的关系。而近期另一篇社论也提出了对微生物组研究的建议,不妨搭配阅读(查看文章)。(@元气少女617(ꈍᴗꈍ))
Host variables confound gut microbiota studies of human disease
2020-11-04, doi:10.1038/s41586-020-2881-9

Nature:来自肠道的IgA+浆细胞,为大脑铸造防护罩

Nature [IF:42.778]
① 在稳态下,小鼠和人的脑膜中都含有分泌IgA的浆细胞,位于硬脑膜静脉窦周围,其数量随年龄增长和肠屏障损伤而增多;② 这些脑膜IgA+浆细胞受肠道菌群的影响,在抗生素处理鼠和无菌小鼠中数量很少,但在肠道重新定植菌群甚至单一细菌后能够恢复;③ B细胞受体测序证实,相当比例的脑膜IgA+浆细胞源于肠道,并能在迁入脑膜后发生局部克隆扩增;④ 脑膜IgA+浆细胞能在硬脑膜窦周截留病原体,防止其扩散进入大脑,保护大脑减少感染。
【主编推荐语】中枢神经系统受到脑膜的保护,脑膜中包含多种免疫细胞,可抵抗病原体入侵。此前研究主要集中在脑膜巨噬细胞和T细胞,对于脑膜的体液免疫尚缺乏深入认知。Nature最新发表的一项研究发现,脑膜中存在源于肠道的分泌IgA的浆细胞,其数量受肠道菌群和肠屏障完整性的影响。这些脑膜IgA+浆细胞主要位于易被病原体黏附和入侵的硬脑膜静脉窦的周围,其分泌的IgA有助于形成一道截留病原体的屏障,从而保护大脑抵御病原体的侵袭。(@mildbreeze)
Gut-educated IgA plasma cells defend the meningeal venous sinuses
2020-11-04, doi:10.1038/s41586-020-2886-4

Cell子刊:未知肠道普氏菌种的发现与解密——多糖利用能力越高,竞争力越强?

Cell Host and Microbe [IF:15.923]
① 16S rRNA+生物信息学+细菌培养揭示小鼠肠道普雷沃氏菌属(Prevotella)多样性,包括5个不同的未知种系型且其中三个菌株可分离、复活;② Prevotella intestinalis编码木聚糖、果胶降解基因簇,在特定复杂碳水化合物存在下具竞争优势,与其它细菌呈代谢拮抗;③ P. intestinalis DSM103738编码特定trsusC/D多糖利用位点(PULs)最有效利用阿拉伯木聚糖;④ Prevotella copri拥有丰富的阿拉伯/木聚糖PULs降解植物多糖,为人类肠道优势菌种。
【主编推荐语】普雷沃特氏菌(Prevotella)具有菌种多样性,是人类肠道中的优势菌属,特别是在饮食富含蔬菜的人群中。Cell Host & Microbe发表文章揭示了小鼠肠道菌群中尚未定义的Prevotella菌种,并阐述了它们是如何‘干掉’同属其它菌株,最大化竞争优势。其中至少三个关键菌株被成功分离、复活,基因测序纳入数据库,为后续研究提供更多可能性。(@solo)
Distinct Polysaccharide Utilization Determines Interspecies Competition between Intestinal Prevotella spp
2020-10-27, doi:10.1016/j.chom.2020.09.012

自体粪菌移植或能减缓1型糖尿病进展

Gut [IF:19.819]
① 纳入20名新发1型糖尿病(T1D)且胰岛β细胞功能残存的年轻患者,随机分为自体FMT组和异体FMT组;② 与异体FMT相比,自体FMT组1年后的残留β细胞功能更好(刺激C肽水平增高);③ 应答者中CD4+ CXCR3+和CD8+ CXCR3+ T细胞的减少提示自体FMT后胰岛β细胞功能保留是由T细胞介导;④ 残留β细胞功能与懒惰脱硫弧菌水平和血浆代谢物MA-GPC和A-GPC正相关,与普氏菌相对丰度、CD4+CXCR3+T细胞数量和十二指肠CCL22基因表达水平负相。
【主编推荐语】胰岛自身免疫和β细胞损伤是1型糖尿病(T1D)的主要特征,肠道菌群与免疫的互作可能参与T1D的发生发展。Gut近期发表的一项临床研究,探究了粪菌移植(FMT)对新发T1D患者的胰岛β细胞功能的影响,结果出乎意料的发现,自体FMT比移植来自健康人的粪便菌群,能更好的保护残留β细胞功能。该研究进一步鉴定出与残留β细胞功能相关的肠道细菌和血液代谢物,为干预肠道菌群改善T1D提供新启示。(@mildbreeze)
Faecal microbiota transplantation halts progression of human new-onset type 1 diabetes in a randomised controlled trial
2020-10-26, doi:10.1136/gutjnl-2020-322630
延伸阅读: 【奇点网】

小肠菌群如何影响胰岛素敏感性?

Gut [IF:19.819]
① 短期高脂(HF)喂养改变大鼠的小肠菌群,升高小肠、回肠、血浆和大脑迷走神经背核簇(DVC)的牛磺鹅去氧胆酸(TCDCA)水平;② 移植健康大鼠的小肠菌群,可逆转HF大鼠的TCDCA升高,增强血液或DVC的胰岛素作用(敏感性),减少肝葡萄糖生成;③ 向DVC灌注TCDCA或FXR激动剂,会抵消小肠菌群移植对胰岛素作用的改善,而基因敲低或药物抑制DVC中的FXR,可逆转HF大鼠的胰岛素抵抗;④ 小肠菌群调控的TCDCA,通过作用于DVC的FXR,影响胰岛素作用。
【主编推荐语】在2型糖尿病患者中,血液牛磺酸结合型胆汁酸水平的升高与胰岛素抵抗相关,而结合型胆汁酸的水平受到小肠菌群的调控。Gut近期发表的一项研究表明,短期高脂喂养可通过改变小肠菌群,升高牛磺鹅去氧胆酸(TCDCA)的水平。而TCDCA能活化迷走神经背核簇(感知胰岛素并调控血糖稳态的脑干区域)中的法尼酯X受体(FXR),从而对胰岛素作用造成不良影响。因此,在肠道菌群对宿主胰岛素敏感性的调控中,TCDCA-FXR轴有重要作用,而抑制TCDCA诱导的FXR活化,或是逆转胰岛素抵抗的潜在治疗策略。(@mildbreeze)
FXR in the dorsal vagal complex is sufficient and necessary for upper small intestinal microbiome-mediated changes of TCDCA to alter insulin action in rats
2020-10-21, doi:10.1136/gutjnl-2020-321757

嗜胆菌属可降低多吃肉诱发的心血管疾病风险?

mSystems [IF:6.633]
① 人体肠道菌群中的嗜胆菌属可代谢TMA及其前体,且不产生TMAO;② 嗜胆菌属的TMA甲基转移酶的保守位点中存在一个编码吡咯赖氨酸的TAG密码子(而非终止密码子);③ 同时,在嗜胆菌属的基因组中鉴定出与吡咯赖氨酸产生相关的基因,包括PylB、PylC及PylD及pyrrolysyl-tRNA合成酶;④ 摄入动物性饮食可快速增加肠道菌群中的嗜胆菌属的丰度;⑤ 心血管疾病风险与嗜胆菌属丰度呈显著负相关。
【主编推荐语】动物性饮食是三甲胺(TMA)的主要来源,肠道菌群代谢TMA产生的氧化三甲胺(TMAO)与心血管疾病风险的增加密切相关。来自mSystems上发表的一项最新研究,发现嗜胆菌属的基因组中存在遗传密码扩张现象,使TMA甲基转移酶中的一个终止密码子可编码吡咯赖氨酸,从而导致嗜胆菌属可代谢TMA且不产生TMAO。该研究提示,嗜胆菌属可能通过“绕行”TMAO的生成,以降低动物性饮食诱导的心血管疾病风险。(@szx)
An Expanded Genetic Code Enables Trimethylamine Metabolism in Human Gut Bacteria
2020-10-27, doi:10.1128/mSystems.00413-20
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