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人肠道菌群
傅静远等Cell突破:从菌群基因层面,深挖人肠道菌群“指纹”和影响健康的机制
肠道菌群伴随人的一生而改变,菌群的基因组成也处于动态的变化中,但相关研究还很缺乏。此外,尽管许多横断面研究报道了大量的菌群-宿主表型关联,但这些关联仍需在长期的纵向队列中进行评估。为解决这些问题,荷兰格罗宁根大学傅静远团队与合作者在Cell发表的一项最新研究中,对Lifelines-DEEP队列中的338人间隔4年的肠道菌群进行了系统性分析,特别从菌群的基因组成的层面,深入探索了肠道菌群随时间的变化、稳定性和个体特异性,首次建立了主要基于菌群基因组成特征(SNP和SV)的菌群“指纹”,能准确判断不同时间点的菌群样本是否属于同一人。该研究进一步分析了菌群与51个人体表型和1183个血浆代谢物之间随时间变化的纵向关联,并通过中介分析探究了三者的因果性关系,挖掘出特定微生物在心血管代谢疾病中的潜在作用机制。该研究还评估了抗生素耐药和毒力因子基因在肠道菌群中的纵向变化,及其背后的可能原因。不论是在方法创新还是研究发现的信息量上,这项研究都非常值得专业人士关注!我们特别对该研究共同通讯作者傅静远教授进行了专访(见“延伸阅读”),以飨读者。
宿主-致病菌互作
Science:致病菌与肠道免疫之间的“斗智斗勇”
很多肠道致病菌(比如大肠杆菌、志贺氏菌、沙门氏菌等)会使用一种“分子注射器”——III型分泌系统(T3SS),将多种效应因子蛋白注射到肠细胞中。这些效应因子通过多种分子机制劫持正常的细胞程序,阻断宿主的关键免疫反应,从而促进病菌的感染和定植。此前研究大多集中在单个效应因子的致病机理上,少有研究从多个效应因子联合的角度来分析致病菌与宿主细胞的互作和机制。Science发表的一项最新研究以鼠柠檬酸杆菌为模型,通过对不同组合的T3SS效应因子进行敲除,发现这些效应因子能共同形成强力的细胞内毒力网络(网络中的每个节点对应1个效应因子),从而帮助致病菌更加灵活的维持其致病性。研究者还构建了一个机器学习模型,能预测不同网络对病菌在宿主肠道内定植的影响。尽管致病菌使用多种效应因子为宿主的保护性免疫设置了重重障碍,但宿主仍然可以绕过这些障碍,通过活化不同的免疫应答来清除致病菌,并保护宿主抵御后续感染。这些结果揭示了致病菌效应因子网络和宿主抗菌免疫应答之间的“对决”,对于深入理解致病菌与宿主之间的相互作用具有重要参考意义。