中科院團(tuán)隊(duì)Nature：新機(jī)制！腸菌通過(guò)脂肪酸異構(gòu)化，調(diào)節(jié)腸道免疫細(xì)胞

Nature——[69.504]

① 飲食和菌群影響小鼠腸道的亞油酸（LA）異構(gòu)體——共軛亞油酸（CLA）水平，CLA可誘導(dǎo)小腸CD4+CD8αα+上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）；② 敲除腸菌的LA異構(gòu)酶，可降低悉生小鼠的CD4+CD8αα+IEL數(shù)量；③ 機(jī)制上，CLA能在CD4+ IEL中結(jié)合并激活轉(zhuǎn)錄因子HNF4γ，從而促進(jìn)細(xì)胞表達(dá)IL-18受體1，IL-18通過(guò)作用于該受體下調(diào)轉(zhuǎn)錄因子ThPOK，從而促進(jìn)CD4+CD8αα+ IEL的分化；④ CLA-HNF4γ軸控制抗感染黏膜免疫，其缺陷會(huì)加劇小鼠的腸道病原菌感染。

【主編評(píng)語(yǔ)】

腸道菌群持續(xù)地將飲食中的成分轉(zhuǎn)化為許多生物活性代謝物，從而在飲食對(duì)宿主的健康調(diào)控中發(fā)揮介導(dǎo)作用。Nature最新發(fā)表了中科院大學(xué)宋昕陽(yáng)團(tuán)隊(duì)與哈佛醫(yī)學(xué)院Dennis Kasper團(tuán)隊(duì)的合作研究，揭示了調(diào)控宿主腸道免疫的一種新的飲食-腸菌途徑。該研究表明，特定腸菌可通過(guò)脂肪酸異構(gòu)化作用，將飲食中的亞油酸轉(zhuǎn)化為共軛亞油酸（CLA），CLA通過(guò)與腸道上皮內(nèi)淋巴細(xì)胞（IEL）的轉(zhuǎn)錄因子HNF4γ作用，調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)的IL-18信號(hào)，從而促進(jìn)CD4+CD8αα+ IEL的發(fā)育，影響小鼠的腸道黏膜免疫。（@mildbreeze）

【原文信息】

Gut microbial fatty acid isomerization modulates intraepithelial T cells

2023-06-28, doi: 10.1038/s41586-023-06265-4

與心血管疾病相關(guān)的芳香族氨基酸來(lái)源的腸道菌群衍生物

European Heart Journal——[35.855]

① 納入美國(guó)（n=4000）和歐洲（n=833）兩個(gè)獨(dú)立臨床隊(duì)列；② 源自腸道菌群的多種芳香族氨基酸衍生代謝產(chǎn)物與重大心血管不良事件風(fēng)險(xiǎn)（MACE）、全因死亡率相關(guān)，與傳統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)因素?zé)o關(guān)；③ 關(guān)鍵的腸道微生物群衍生代謝產(chǎn)物包括：苯乙酰谷氨酰胺和苯乙酰甘氨酸，4-羥基苯乳酸產(chǎn)生的4-羥基苯甲酸和4-羥基馬尿酸，吲哚產(chǎn)生的吲哚葡萄糖醛酸和硫酸吲哚酚，吲哚-3-丙酮酸產(chǎn)生的吲哚-3-乳酸和吲哚-3-乙酰谷氨酰胺及5-羥基吲哚-3乙酸。

【主編評(píng)語(yǔ)】

European Heart Journal近期發(fā)表的文章，納入美國(guó)（n=4000）和歐洲（n=833）兩個(gè)獨(dú)立臨床隊(duì)列評(píng)估腸道菌群衍生芳香族氨基酸代謝產(chǎn)物和心血管疾病發(fā)病率和死亡率的關(guān)系。確定了與心血管不良后果獨(dú)立相關(guān)的由芳香族氨基酸產(chǎn)生的關(guān)鍵腸道微生物群代謝產(chǎn)物，因此將有助于集中研究與宿主心血管健康相關(guān)的腸道微生物代謝產(chǎn)物。（@章臺(tái)柳）

【原文信息】

Atlas of gut microbe-derived products from aromatic amino acids and risk of cardiovascular morbidity and mortality

2023-06-21, doi: 10.1093/eurheartj/ehad333

腸道菌群及代謝與心血管代謝早期風(fēng)險(xiǎn)（綜述）

Circulation Research——[23.213]

① 微生物在嬰幼兒時(shí)期相對(duì)變動(dòng)，但在童年后期和成年期逐步穩(wěn)定；② 腸道菌群與食源性營(yíng)養(yǎng)素之間存在雙邊影響，且與生活環(huán)境及藥物相關(guān)；③ 腸道菌群通過(guò)影響免疫、腸道屏障完整性、釋放特定代謝物等影響心血管疾??；④ 腸道菌群代謝影響宿主體重、炎癥、胰島素穩(wěn)態(tài)、高血壓、脂代謝、肝硬化以及心血管疾??；⑤ 腸道菌群和病毒感染也會(huì)影響心血管疾病的發(fā)生；⑥ 建議未來(lái)研究更注重在觀(guān)察性結(jié)果與機(jī)械性詢(xún)問(wèn)或臨床實(shí)施相結(jié)合的轉(zhuǎn)化。

【主編評(píng)語(yǔ)】

心臟代謝性疾病是全世界內(nèi)發(fā)病率和死亡率的主要原因，且共棲微生物群與心臟代謝性疾病的發(fā)生顯著相關(guān)。本文綜述了影響生命早期腸道菌群結(jié)構(gòu)的因素，以及其相關(guān)改變?nèi)绾斡绊懰拗鞔x，最后指出了現(xiàn)有方法和技術(shù)的局限性。（@Bingbing）

【原文信息】

Gut Microbiota and Microbial Metabolism in Early Risk of Cardiometabolic Disease

2023-06-08, doi: 10.1161/CIRCRESAHA.123.322055

趙方慶團(tuán)隊(duì)：腸道菌群靶向干預(yù)——從傳統(tǒng)方法到工程菌（觀(guān)點(diǎn)）

Science Bulletin——[20.577]

① 腸道菌群生態(tài)失調(diào)與疾病相關(guān)，傳統(tǒng)的菌群干預(yù)方法，包括飲食調(diào)整、運(yùn)動(dòng) 、益生元、益生菌、合生元、后生元和糞菌移植（FMT），但需精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)提高其精確度和有效性；② 工程菌干預(yù)可能導(dǎo)致代謝負(fù)擔(dān)增加、激活宿主免疫并引發(fā)副作用，需監(jiān)測(cè)潛在風(fēng)險(xiǎn)；③ FMT和工程菌干預(yù)疾病，分別面臨著長(zhǎng)期安全風(fēng)險(xiǎn)，生物安全和環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)；④ 腸道菌群與疾病因果關(guān)系研究的進(jìn)步，與人工智能、多組學(xué)和合成生物學(xué)相結(jié)合，為菌群靶向干預(yù)治療疾病帶來(lái)希望。

【主編評(píng)語(yǔ)】

隨著我們對(duì)腸道菌群在疾病中重要性認(rèn)識(shí)的不斷提高，靶向腸道菌群的干預(yù)手段已從傳統(tǒng)方法，包括飲食調(diào)整、運(yùn)動(dòng)、益生元、益生菌、合生元、后生元和糞菌移植等，逐漸拓展開(kāi)發(fā)出利用基因工程構(gòu)建工程菌作為治療載體的新型干預(yù)方法。中科院北京生命科學(xué)研究院趙方慶教授團(tuán)隊(duì)在Science Bulletin發(fā)表最新觀(guān)點(diǎn)性文章，概括了靶向腸道菌群的干預(yù)策略，提出通過(guò)腸道菌群靶向干預(yù)防治疾病的巨大潛力。（@RZN）

【原文信息】

Gut microbiota-targeted interventions: from conventional approaches to genetic engineering

2023-05-22, doi: 10.1016/j.scib.2023.05.018

Cell子刊：TaxUMAP——微生物組數(shù)據(jù)集的分類(lèi)信息可視化工具

Cell Host and Microbe——[31.316]

① 使用TaxUMAP繪制1870例癌癥患者因治療引起的紊亂期菌群狀態(tài)圖譜，發(fā)現(xiàn)細(xì)菌密度和生物多樣性正相關(guān)，但在液體糞便中負(fù)相關(guān)；② 抗生素治療減少生物多樣性，且該狀態(tài)優(yōu)勢(shì)保持穩(wěn)定，生物多樣性與耐藥性基因的數(shù)量成負(fù)相關(guān)；③ 某些克雷伯菌屬與較低的腸道病原體引起的菌血癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，與其他高危腸桿菌間存在競(jìng)爭(zhēng)性相互作用；④ 基于分類(lèi)的可視化方法，TaxUMAP可在大型臨床菌群數(shù)據(jù)集中顯示菌群狀態(tài)，了解菌群對(duì)人體健康的影響。

【主編評(píng)語(yǔ)】

Cell Host and Microbe近期發(fā)表的文章，開(kāi)發(fā)出TaxUMAP——一種用于微生物組數(shù)據(jù)集的分類(lèi)信息可視化工具。TaxUMAP繪制了患者微生物組狀態(tài)圖譜，有助于探索微生物組對(duì)健康的影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，某些低菌血癥風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)的克雷伯菌與其他高風(fēng)險(xiǎn)腸道細(xì)菌之間具有競(jìng)爭(zhēng)性相互作用。（@章臺(tái)柳）

【原文信息】

The TaxUMAP atlas: Efficient display of large clinical microbiome data reveals ecological competition in protection against bacteremia

2023-06-16, doi: 10.1016/j.chom.2023.05.027

Nature子刊：數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法或可用于預(yù)測(cè)藥物對(duì)人類(lèi)微生物組的影響？

Nature Communications——[17.694]

① 整合148個(gè)微生物基因組信息和98種藥物的化學(xué)特性，開(kāi)發(fā)出一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)法用于預(yù)測(cè)藥物對(duì)體外微生物組影響的機(jī)器學(xué)習(xí)模型；② 該模型能較好預(yù)測(cè)體外新藥與微生物互作，藥物結(jié)構(gòu)和微生物特征對(duì)菌群的影響；③ 該模型可大規(guī)模地確定藥物與微生物互作的景觀(guān)及模式，影響藥物與微生物敏感性的決定因素；④ 在體內(nèi)動(dòng)物模型和臨床試驗(yàn)中，該模型能預(yù)測(cè)藥物誘導(dǎo)的微生物組生態(tài)失調(diào)；⑤ 該模型能在更大范圍內(nèi)證明，藥物抗菌特性與其副作用相關(guān)。

【主編評(píng)語(yǔ)】

先前多項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)藥物會(huì)對(duì)腸道細(xì)菌產(chǎn)生負(fù)面影響，耗盡有益物種并造成不良反應(yīng)，為了指導(dǎo)個(gè)性化藥物治療，需全面了解各種藥物對(duì)腸道微生物組的影響。近日，特拉維夫大學(xué)研究人員及團(tuán)隊(duì)在Nature Communications發(fā)表最新研究，開(kāi)發(fā)了一種數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方法，用于預(yù)測(cè)藥物對(duì)人類(lèi)微生物組的影響。系統(tǒng)地繪制了藥物與人類(lèi)腸道細(xì)菌間的大量相互作用，并證明藥物的抗菌特性與其不良反應(yīng)密切相關(guān)，值得關(guān)注。（@九卿臣）

【原文信息】

A data-driven approach for predicting the impact of drugs on the human microbiome

2023-06-17, doi: 10.1038/s41467-023-39264-0

Nature子刊：TVP23B對(duì)腸道黏液層形成必不可少

Nature Communications——[17.694]

① 跨膜蛋白反式高爾基體膜蛋白TVP23B缺乏的小鼠具有結(jié)腸炎易感性，這歸因于腸上皮細(xì)胞缺乏TVP23B；② TVP23B對(duì)潘氏細(xì)胞的抗菌肽分泌和杯狀細(xì)胞的粘液層形成必不可少，微生物組可穿透TVP23B缺陷小鼠的粘液層，定植組織；③ TVP23B與高爾基體蛋白YIPF6形成的復(fù)合物調(diào)節(jié)了高爾基體蛋白質(zhì)組，兩種蛋白的缺陷會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)腸道屏障功能所需的糖基化酶減少；④ TVP23B通過(guò)控制腸道糖基化，形成腸道粘蛋白層，最終維持宿主-微生物分離和體內(nèi)腸道穩(wěn)態(tài)。

【主編評(píng)語(yǔ)】

腸道免疫的一個(gè)關(guān)鍵特征是動(dòng)態(tài)腸道屏障，它通過(guò)充滿(mǎn)抗菌肽的粘液凝膠將宿主與常駐和致病微生物群分開(kāi)。Nature Communications近期發(fā)表的文章，使用正向遺傳篩選策略，發(fā)現(xiàn)反式高爾基體膜蛋白TVP23B的突變，可賦予小鼠對(duì)化學(xué)誘導(dǎo)和感染性結(jié)腸炎的易感性，并對(duì)其作用機(jī)制進(jìn)行探討。（@章臺(tái)柳）

【原文信息】

Trans-Golgi protein TVP23B regulates host-microbe interactions via Paneth cell homeostasis and Goblet cell glycosylation

2023-06-20, doi: 10.1038/s41467-023-39398-1

粘蛋白降解的代謝途徑重注釋

Gut Microbes——[9.434]

① 通過(guò)生物信息學(xué)輔助功能注釋?zhuān)匦伦⑨屖日车鞍装⒖寺暇突顫娏鑫盖蚓暮诵拇x和發(fā)酵途徑基因；② 重建的核心代謝途徑與兩種細(xì)菌在粘蛋白及其成分存在下的生長(zhǎng)動(dòng)力學(xué)和發(fā)酵曲線(xiàn)一致；③ 粘蛋白降解菌中不同的粘液降解酶組合可能使其利用不同的粘液來(lái)源底物，導(dǎo)致它們具有不同的代謝特征；④ 兩種細(xì)菌的獨(dú)特代謝特征導(dǎo)致宿主免疫細(xì)胞中代謝物受體水平和炎癥信號(hào)的差異；⑤ 不同膳食攝入影響粘蛋白降解菌的豐度、代謝通量和腸道屏障完整性。

【主編評(píng)語(yǔ)】

這是發(fā)表在Gut Microbes上的一份工作，作者發(fā)現(xiàn)NCBI PGAP、PathwayTools和ModelSEED三種注釋管道對(duì)兩種粘蛋白降解腸菌的基因注釋不一致，因此他們結(jié)合InterPro DB、PATRIC DB，同時(shí)使用CAZy，MEROPS、SulfAtlas DBs和SWISS-MODEL對(duì)不一致或未注釋的基因進(jìn)行重新注釋。鑒定的代謝和發(fā)酵途徑通過(guò)體外培養(yǎng)得以驗(yàn)證，同時(shí)結(jié)合轉(zhuǎn)錄組測(cè)序，獲得了兩種粘蛋白降解菌在不同成分培養(yǎng)基中的不同代謝特征，不同培養(yǎng)基所產(chǎn)生的菌株代謝物對(duì)宿主免疫細(xì)胞的刺激也存在差異。在小鼠體內(nèi)也發(fā)現(xiàn)，不同的膳食結(jié)構(gòu)會(huì)顯著調(diào)節(jié)粘蛋白降解菌豐度和宿主體內(nèi)腸道黏膜反應(yīng)。（@Johnson）

【原文信息】

Genome-wide multi-omics analysis reveals the nutrient-dependent metabolic features of mucin-degrading gut bacteria

2023-06-12, doi: 10.1080/19490976.2023.2221811

潘氏細(xì)胞維持菌群穩(wěn)態(tài)機(jī)制

PNAS——[12.779]

① 肥胖和腸炎患者體內(nèi)的潘氏細(xì)胞異常，導(dǎo)致腸道菌群失調(diào)、粘膜屏障破壞及產(chǎn)琥珀酸鹽的物種增殖，這與琥珀酸-腸簇細(xì)胞的炎癥回路相關(guān)；② 腸簇細(xì)胞激活會(huì)觸發(fā)2型免疫反應(yīng)，降低潘氏細(xì)胞中抗菌肽的表達(dá)，進(jìn)而加劇潘氏細(xì)胞缺陷，導(dǎo)致菌群失調(diào)和慢性炎癥；③ 潘氏細(xì)胞通過(guò)維持菌群平衡，防止腸簇細(xì)胞不適當(dāng)?shù)募せ詈筒焕木菏д{(diào)；④ 潘氏細(xì)胞和腸簇細(xì)胞的交叉對(duì)話(huà)，為針對(duì)宿主和菌群的組合療法開(kāi)辟了前景。

【主編評(píng)語(yǔ)】

腸道菌群失衡與胃腸道內(nèi)外的病理狀況相關(guān)，其中腸道潘氏細(xì)胞調(diào)控腸道菌群穩(wěn)態(tài)，但其功能障礙與菌群穩(wěn)態(tài)失衡間的調(diào)控機(jī)制尚不清楚。近日，發(fā)表在PNAS上的這篇文章，發(fā)現(xiàn)潘氏細(xì)胞和腸簇細(xì)胞間的串?dāng)_導(dǎo)致腸粘膜失調(diào)和炎癥，本研究為針對(duì)宿主和菌群的組合療法開(kāi)辟了前景。（@圓圈兒）

【原文信息】

Cross talk between Paneth and tuft cells drives dysbiosis and inflammation in the gut mucosa

2023-06-12, doi: 10.1073/pnas.2219431120

簇狀細(xì)胞介導(dǎo)共生毛滴蟲(chóng)重塑小腸抗菌圖譜

PNAS——[12.779]

① 共生原生生物毛滴蟲(chóng)（T. mu）產(chǎn)生的琥珀酸鹽可增加杯狀細(xì)胞和潘氏細(xì)胞的數(shù)量并顯著改變小腸的抗菌圖譜；② 琥珀酸鹽化學(xué)感應(yīng)成分缺陷小鼠中，琥珀酸鹽無(wú)法驅(qū)動(dòng)小腸上皮重塑；③ 簇狀細(xì)胞感知琥珀酸鹽并誘導(dǎo)2型免疫應(yīng)答及IL-13介導(dǎo)的小腸上皮重塑和抗菌肽（AMPs）產(chǎn)生；④ 2型免疫減少黏膜相關(guān)細(xì)菌的總數(shù)，并改變小腸菌群組成；⑤ 短期細(xì)菌失調(diào)導(dǎo)致腸腔內(nèi)琥珀酸水平升高，從而激活簇狀細(xì)胞并調(diào)節(jié)AMPs產(chǎn)生。

【主編評(píng)語(yǔ)】

共生原生生物毛滴蟲(chóng)T. mu刺激化學(xué)感受簇狀細(xì)胞，導(dǎo)致腸道2型免疫，簇狀細(xì)胞表達(dá)琥珀酸受體SUCNR1，但該受體并不介導(dǎo)驅(qū)蟲(chóng)免疫及寄生蟲(chóng)的腸道定植，因此，簇狀細(xì)胞感知琥珀酸的目的尚不清楚。近日，發(fā)表在PNAS上的這篇文章，發(fā)現(xiàn)共生毛滴蟲(chóng)產(chǎn)生的單一代謝物可顯著改變腸道抗菌圖譜，并表明簇狀細(xì)胞利用SUCNR1和琥珀酸感應(yīng)調(diào)節(jié)細(xì)菌穩(wěn)態(tài)。（@圓圈兒）

【原文信息】

Tuft cells mediate commensal remodeling of the small intestinal antimicrobial landscape

2023-05-30, doi: 10.1073/pnas.2216908120

感謝本期日?qǐng)?bào)的創(chuàng)作者：mildbreeze，Sunflower，Rustypotatis，Jack Chen，阿當(dāng)，Leo，DM

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標(biāo)簽：“腸道菌群”
節(jié)食或通過(guò)影響腸道菌群促進(jìn)健康

網(wǎng)址: 今日Nature：中科院團(tuán)隊(duì)揭示腸菌調(diào)節(jié)腸道免疫的新機(jī)制 http://m.u1s5d6.cn/newsview1316457.html