菌群-宿主互作

非编码RNA 菌群-宿主互作环状RNA 微小RNA

肠上皮会分泌由黏蛋白组成的黏液，将肠道菌群与肠粘膜分隔开来。此前的模型认为，结肠中的黏液主要是由远端结肠产生并紧密黏附在肠上皮外，形成一道连续的屏障，为菌群提供生态位的同时也保护肠上皮。然而，Science最新发表的来自美国俄克拉荷马医学研究基金会Lijun Xia团队的研究，提出了一个不同的模型。该研究发现，结肠内的菌群和粪便物质会被近端和远端结肠分泌的黏液依次包裹住，形成一个个封闭的粪团。其中，近端结肠分泌的富含O-聚糖的黏液，不仅直接接触菌群为其提供生态位、调节菌群的结构和代谢功能，还是限制菌群与肠粘膜接触的主要屏障，在维持宿主-菌群的健康互作中起到关键作用。

肠道黏液黏蛋白-2 结肠菌群-宿主互作黏蛋白型O-聚糖

菌群-宿主互作

功能基因组学结合微流控，高效挖掘微生态功能基因

高效的功能基因组方法，有助于阐释肠道微生物利用肠粘膜多糖的机制。本研究建立了一种高效的微生态功能基因组研究方法，通过建立长片段fosmid文库、微液滴筛选大肠杆菌表达株，可利用常规流式细胞分选仪进行高通量功能基因组筛选，适用于各种基于宏基因组的功能筛选。利用该方法，本研究鉴定了细菌中与IBD相关的粘蛋白聚糖分解酶，有望从菌种特异的功能基因角度阐释IBD患者肠道菌群特点。

菌群-宿主互作 functional metagenomics Droplet microfluidics Human gut microbiota Human glycans

NLRP3炎性小体

南昌大学第一附属医院：肠道菌群与NLRP3炎性小体互作调控急性胰腺炎

肠道菌群失调与急性胰腺炎（AP）的严重程度相关，但背后的机制尚未明确。来自南昌大学第一附属医院的Yin Zhu团队在《Gut Microbes》上发表的一项最新研究，发现在诱导的AP小鼠模型中，AP可导致肠道菌群失调、肠道屏障受损、菌群向胰腺易位增加及肠道NLRP3炎性小体活化增强，而去除菌群（抗生素处理或使用无菌小鼠）或敲除NLRP3，均可缓解AP，并抑制AP诱导的上述表型变化。该研究结果提示，肠道菌群与NLRP3炎性小体的互作在AP的进展中起到重要调控作用。

NLRP3炎性小体急性胰腺炎 NLRP3炎性小体动物实验菌群-宿主互作

虫媒病毒

程功团队：共生微生物如何影响虫媒对病毒的易感性（综述）

蚊子、蜱虫等节肢动物媒介，是虫媒病毒的携带和传播者，人类被其叮咬后可能会引起感染甚至死亡。近年研究表明，虫媒中的共生微生物能影响其宿主与虫媒病毒的相互作用，影响虫媒对病毒感染的易感性。清华大学程功团队在《Trends in Parasitology》发表的一篇最新综述对相关研究的进展进行了回顾，总结了其中的生物学机制，对用微生物作为虫媒病毒的防控手段以及该领域面临的研究挑战进行了展望和讨论。推荐专业人士参考学习。

虫媒病毒 symbiotic microorganisms arbovirus microbe–arbovirus interactions vector competence

微生物疗法

微生物疗法的机遇与挑战（观点）

人体的肠道中存在着大量的共生微生物，这一微生物生态系统影响着人体生理学的多个方面。肠道菌群失调可能与多种疾病相关，包括炎症性肠病（IBD）、自闭症、糖尿病、心血管疾病、肥胖症等。基于肠道菌群中特定有益细菌的微生物疗法可以用来治疗例如艰难梭菌（Clostridium difficile）感染等可能致命的严重感染，也可以用来调控肠道的免疫反应，治疗诸如克罗恩病、溃疡性结肠炎等IBD。但要将这些微生物疗法成功地推广到广大患者群体中，仍然存在着重大的药物输送挑战。发表在Journal of Experimental Medicine上的一项观点文章，讨论了微生物疗法面临的的重大挑战以及基于微生物疗法的巨大潜力。

微生物疗法药物递送活性药物成分肠道菌群菌群-宿主互作

潘氏细胞

潘氏细胞响应菌群信号，促进血管生成

潘氏细胞是肠上皮中的一种细胞，能分泌抗菌肽，调控肠道菌群稳态。Journal of Hepatology发表的一项研究发现，潘氏细胞除了分泌抗菌肽，还能在菌群的刺激下分泌促血管生成的信号分子，进而影响门静脉高压。

潘氏细胞血管生成 Intestinal microflora bacterial-derived products Antimicrobial peptides

表观遗传学

Nature子刊：肠道菌群可影响RNA表观遗传修饰

肠道菌群调节宿主基因表达的机制尚未完全明确。mRNA的m6A修饰对于免疫细胞分化、神经发生、应激反应、生理节律等十分重要。Nature Communications上发表的一项最新研究，发现肠道菌群可调节盲肠及肝脏中的mRNA m6A修饰，以影响代谢及免疫相关通路。机制上，菌群的缺失可下调甲基转移酶Mettl16的表达，使编码S-腺苷甲硫氨酸合成酶——Mat2a的mRNA的甲基化水平降低，从而减少Mat2a的表达。

表观遗传学 bacteria Microbiome 菌群-宿主互作 m6A

Netherton综合征

Cell子刊：Netherton综合征患者中的皮肤菌群-宿主互作

Netherton综合征是一种单基因遗传性皮肤疾病，SPINK5基因突变导致蛋白酶抑制剂LEKTI-11的功能缺失，从而增加了表皮丝氨酸蛋白酶的活性，以引起皮肤屏障损伤及皮肤炎症。Cell Reports上发表的一项最新研究，发现Netherton综合征的皮肤菌群中，金黄色葡萄球菌及表皮葡萄球菌占据了主要部分。在缺失SPINK5的角质细胞中，金黄色葡萄球菌可增加角质细胞的蛋白酶活性，同时，金黄色葡萄球菌半胱氨酸蛋白酶Staphopain A及Staphopain B，以及表皮葡萄球菌的半胱氨酸蛋白酶EcpA可促进小鼠的皮肤炎症。该研究结果提示，葡萄球菌蛋白酶可能与与宿主蛋白酶协同作用，共同促进Netherton综合征患者的皮肤屏障破坏与皮肤炎症。

Netherton综合征 Netherton syndrome S. aureus S. epidermidis proteases

肠神经系统

Nature：肠道菌群如何作用于结肠神经，调控肠道蠕动？

肠道蠕动对消化健康和抵御肠道致病菌入侵有重要意义，肠腔内环境（比如饮食和菌群因素）可作用于肠神经，从而调控肠道蠕动，比如清除菌群的小鼠呈现肠神经元兴奋性降低、肠道运输时间变长等表型，但背后的分子机制尚不明晰。Nature上线的一项最新研究表明，肠神经回路中的芳香烃受体（AHR）信号，是连接菌群等肠腔环境因素与肠神经功能的枢纽，在肠道运动调控上有重要作用。用药物或饮食干预来调节控制肠道蠕动的肠神经元的AHR活性，或能改善肠道蠕动障碍相关的胃肠疾病。

肠神经系统 Enteric nervous system Neurophysiology 菌群-宿主互作肠道菌群

非酒精性脂肪性肝病

赵立平团队等：过度生长的产内毒素肠菌，可诱导脂肪肝

肠道菌群和非酒精性脂肪性肝病（NAFLD）之间存在关联，比如无菌小鼠不会患NAFLD等代谢综合征；然而，具体什么微生物会诱发NAFLD，以及致病过程中这些微生物与宿主的分子互作机制仍不明晰。mBio最新发表的上海交通大学赵立平团队参与主导的研究，从肥胖脂肪肝患者肠道菌群中分离出了过度生长的内毒素产生菌，证实这些无毒性的致病共生菌可诱导小鼠的炎症和脂肪肝，并揭示出内毒素与宿主Toll样受体4的互作是其中的关键性分子事件。这些发现为NAFLD的诊断和治疗带来启示。

非酒精性脂肪性肝病肠-肝轴肠道菌群产内毒素细菌致病共生菌

菌群-宿主互作

Nature子刊：菌群通过改变DNA甲基化以调控肠道稳态及炎症

Nature Microbiology上发表的一项最新研究，对比分析了正常小鼠及无菌小鼠的肠道上皮细胞中的基因表达及DNA甲基化谱，鉴定出了因暴露于肠道菌群而发生表达变化或DNA甲基化变化的基因，并发现菌群的存在促进了一些维持肠道稳态的“哨兵炎症基因”（sentinel inflammatory genes）的去甲基化以增强其表达，提示菌群可通过调节表观遗传组以维持肠道稳态。

菌群-宿主互作菌群-免疫互作 DNA甲基化菌群-宿主互作

菌群产物

Science：研究肠道菌产物对宿主影响的新利器

肠道菌群可产生大量多样化的生物活性分子，对宿主的生理活动和健康产生影响。然而由于缺乏相应的遗传操纵工具，人们一直难以深入分析特定细菌产物对宿主的影响和作用机制。比如哺乳动物肠道中常见的共生梭菌，就是一类难以进行遗传操纵的细菌。Science最新上线的一项研究报道了一种可对梭菌进行多基因敲除的方法，并通过小鼠定植实验，发现生孢梭菌产生的支链短链脂肪酸对宿主的免疫调控功能。这种方法不仅可研究梭菌等细菌产生的分子对宿主的影响，也可通过编辑特定细菌的基因组，实现对特定菌群产物的调控。

菌群产物梭菌 CRISPR-Cas9 基因编辑短链脂肪酸

多发性硬化

Cell子刊：多发性硬化患者的便便中，竟藏着有治疗作用的保护性分子和细菌

移植健康人的粪便菌群是多种疾病的潜在疗法，不过Cell Host and Microbe最新发表的一项研究却意外的发现，在多发性硬化（MS）的模型小鼠中，移植发病期小鼠的粪菌可减轻受体小鼠的疾病。进一步分析表明，MS模型小鼠和患者粪便中富含的一种miRNA，可通过促进Akk菌增殖来诱导Treg，从而缓解症状。这些发现说明，在一些有一定自愈性的疾病中，患者的肠道微生物组中可能蕴含着促进疾病恢复的保护性分子和微生物，比如这项研究中发现的miR-30d和在患者中增多的Akk菌。这些发现不仅为相关疾病的疗法研发提供了新视角，也再次提示要谨慎解读菌群与疾病的相关性数据，同时也是miRNA调节肠道菌群的又一力证。

多发性硬化 microRNA Microbiome host-microbe interaction multiple sclerosis

铁载体

Nature Reviews：微生态中的细菌铁载体（综述）

铁是大多数生物必需的微量元素。铁载体的分泌是细菌从环境中获取铁的一种常见途径，其在生态和进化中的作用近年来受到越来越多的关注。《Nature Reviews Microbiology》上发表的这篇综述，主要从生态学角度，阐述了铁载体在细菌间相互作用和群落动态变化中的作用，并提出铁载体不仅是细菌间传输铁的载体，也是调节微生物与宿主之间相互作用的重要媒介。

铁载体微生物生态学菌群-宿主互作

工业化

Science：工业化塑造的人类肠道菌群（综述）

在人类与肠道微生物共生的漫长历史中，工业化只是很短暂的一段时间，但是在这期间人类肠道菌群发生了巨大变化。这种变化改变了菌群的结构和功能，导致菌群组成多样性降低、发酵膳食纤维等代谢功能丧失，影响着菌群与人类间的相互作用。工业化对菌群和人类健康的影响还存在大量未知，但一些后果已在逐渐显现，比如许多慢性疾病的流行。Science上周发表了由斯坦福大学Sonnenburg教授夫妇俩合作撰写的长篇综述，探讨了工业化进程塑造下的肠道菌群及其对人类健康的潜在影响，分析了该如何保护甚至恢复菌群，从而维持人类与菌群的可持续关系。文章结尾呼吁大家，在关注人类肠道菌群健康的同时，应站在更大的生态视角上关注人类与自然的和谐，或许可以理解为菌群角度的“天人合一”吧。

工业化人肠道菌群菌群-宿主互作

菌群-宿主互作

Science：共生菌群控制促进组织修复的淋巴细胞

共生菌群可通过生成特定代谢产物，来促进宿主免疫系统发育和成熟，生命早期是关键时期。Science上线的一项最新研究发现，在黏膜稳态中有重要作用的黏膜相关恒定T（MAIT）细胞，需要生命早期能产生核黄素衍生代谢物的菌群来诱导，错过这一时期再定植菌群则无法挽救MAIT细胞的数量缺陷。该研究还分析了小鼠皮肤常驻MAIT细胞的特征，及其与皮肤共生菌的互作机制，表明菌群的核黄素衍生代谢物可激活MAIT细胞，促进其发挥组织修复的作用。Science同期还发表了另一项相关研究（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1082105080），不妨对照参考。

菌群-宿主互作免疫发育 MAIT细胞皮肤核黄素

肠道菌群代谢产物

菌群代谢产物对健康及疾病的影响（综述）

Annual Review of Pathology-Mechanisms of Disease上发表的一篇综述文章，详细介绍了肠道菌群代谢产物的种类、功能及在特定疾病中的作用机制。

肠道菌群代谢产物 human microbiome human metabolome metabolomics 菌群-宿主互作

皮肤菌群

Nature子刊：特应性皮炎及银屑病患者的皮肤菌群及转录组变化

Nature Communications上发表的一项最新研究，对比分析了特应性皮炎患者、银屑病患者及健康人的皮肤菌群组成及转录组的差异，鉴定出了不同疾病患者的特异性菌群群落特征及皮肤转录组特征。

皮肤菌群菌群-宿主互作特应性皮炎银屑病皮肤菌群

菌群-宿主互作

一图读懂：菌群如何影响宿主表型（Science综述）

上个月Science发表的“从基因型到表型”特辑中，有一篇关于菌群对宿主生理和行为表型的综述文章，详细探讨了宿主-菌群的双向互作，重点阐述了菌群作为宿主表型“来源”的相关研究发现，尤其是菌群对宿主神经表型和行为的潜在影响。我们将其中的插图改制为一图读懂，希望能助你涨知识。

菌群-宿主互作宿主表型神经行为肠-脑轴

代谢节律

Science：菌群如何掌控肠道代谢生物钟

生物体的代谢存在明显的昼夜节律性，Science最新发表来自德克萨斯大学西南医学中心团队的一项小鼠研究，表明菌群控制宿主小肠上皮细胞的营养摄入和代谢的昼夜节律性。该过程中，组蛋白脱乙酰酶3（HDAC3）整合肠道菌群和光暗节律信号，是调控代谢基因节律性表达的关键因子。这些发现为肠道菌群调控宿主代谢和生物钟提供了新的机制，也表明靶向肠上皮HDAC3，或是治疗肥胖等代谢疾病的新策略。Science同期专门配发了解读性的观点文章（链接见延伸阅读），不妨搭配阅读。

代谢节律菌群-宿主互作表观遗传小肠上皮细胞组蛋白脱乙酰酶3

菌群-宿主共进化

菌群差异可导致果蝇基因组的快速响应

在中宇宙试验中，向相同的果蝇群体中施加不同的菌群处理，可快速引起果蝇基因组的变化。这种变化主要表现在等位基因频率上，在所有的染色体中广泛存在。这一结果表明复杂环境中的微小菌群差异可引发宿主快速、多基因的适应性变化。

菌群-宿主共进化 microbiome rapid evolution genomics of adaptation Drosophila melanogaster 黑腹果蝇基因组变异菌群-宿主互作

糖稳态

5-羟色胺是肠道菌群影响血糖的关键因子

有研究显示，血液中的5-羟色胺（5-HT）水平升高不利于血糖调控。体内的5-HT主要由肠嗜铬细胞合成，那么，肠道菌群是否能调控肠嗜铬细胞的5-HT生成，进而影响宿主的血糖稳态呢？PNAS近期发表的一项小鼠研究，对此给出了肯定答案。这些发现为肠道菌群调控宿主糖稳态提供了一种新机制，或为防治糖尿病带来新思路。

糖稳态糖代谢糖尿病 5-羟色胺肠道菌群

菌群-宿主互作

肠道菌群可广泛的重塑宿主基因表达

肠道菌群与肠上皮细胞的接触可能会引起宿主基因表达的变化。为了检验这一假设，作者从5个健康人身上提取肠道菌群，并通过将肠道菌群与肠上皮细胞的共培养的方法来检测二者间的相互作用。

菌群-宿主互作 GENE EXPRESSION genomics Microbiome 共培养

菌群-宿主互作

Cell子刊：与GPCR互作的菌群代谢产物

菌群代谢产物对宿主健康有重要影响。Cell Host and Microbe上发表的一项最新研究，通过大规模功能筛选，鉴定出了多种可与GPCR互作的菌群代谢产物。

菌群-宿主互作菌群-宿主互作 GPCR 菌群代谢产物

菌群-宿主互作

Science：共生菌引起的肠道适应性免疫应答，具有个体差异

肠道菌群可调节适应性免疫，从而影响宿主健康，但对其背后的机制和规律人们仍所知甚少。《Science》发表的一项最新研究发现，嗜粘蛋白阿克曼氏菌（Akk菌）可诱导限菌小鼠的抗原特性的T细胞应答，促进生成IgG1抗体；但在菌群复杂的小鼠中，Akk菌引起的T细胞应答则存在个体差异，提示菌群内其它成员以及有个体差异的其它因素，可能影响针对Akk菌的T细胞反应。这些发现有助于解释特定共生菌对宿主免疫影响的个体间差异，也再次提示靶向菌群的干预方法，需建立在个体化的基础上。

菌群-宿主互作适应性免疫肠道T细胞 T细胞应答 Akkermansia muciniphila

菌群-宿主互作

刘志华+魏泓：肠道-胰岛轴中的菌群信号调控血糖稳态

《Cell Research》发表了来自中科院生物物理所刘志华与中山大学附属第一医院魏泓与团队的最新研究，发现肠道菌群来源的Nod1配体经肠道溶菌酶的作用被释放进血液，可被胰岛β细胞内的Nod1感知，进而调节β细胞内的胰岛素运输和分泌，该肠道-胰岛轴对于调控宿主糖耐受有重要作用。

菌群-宿主互作肠道-胰岛轴小鼠血糖调控胰岛素分泌

肺部菌群

炎性气道疾病中肺部菌群（综述）

慢性阻塞性肺病、哮喘和囊性纤维化是三种不同的肺部疾病，Chest近期发表一篇小综述，对这三种疾病中的肺部菌群及其与宿主互作的情况进行了汇总，并总结了其中的一些共性，值得专业人士关注。

肺部菌群 Asthma COPD cystic fibrosis Lung disease

菌群-宿主互作

Nature子刊：基因组结构变异助力阐释肠道菌群功能

随着宏基因组技术的普及，阐释菌群宏基因组与菌群功能的关系变得至关重要。《Nature Microbiology》近期发表评论，回顾了近期Zeevi等人发表在Nature的文章（http://www.mr-gut.cn/papers/read/1056523376），指出对于菌群基因组结构多样性的解读有助于推动菌群功能、菌群-宿主互作等领域的研究。

菌群-宿主互作结构变异观点评论菌群功能分析

菌群-宿主互作

年龄和性别如何影响肠道菌群多样性？

人类肠道菌群的多样性随宿主年龄增长而改变，宿主性别也对菌群多样性具有影响。《mSystems》近期发表人群研究，纳入来自美国、英国、哥伦比亚和中国共计9000余名参与者，发现年龄和性别对于肠道菌群多样性的影响具有一定的人群差异性。该结果有助于进一步研究宿主特点对共生菌群的影响。

菌群-宿主互作 16S rRNA amplicon age diversity Microbiome