2018-11-05
张友明和尹佳等详述,怎样从肠道菌群天然产物中挖宝~
肠道菌群
张友明+尹佳:挖掘肠道菌群天然产物的“宝藏”(综述)
① 肠道菌群可产生大量不同结构和生物活性的次生代谢产物,在药物研发等方面很有应用前景;② 除了代谢饮食成分,菌群还能通过生物合成基因簇,生成有独特结构和功能的天然产物;③ 挖掘这些“宝藏”的策略主要基于基因组/宏基因组、培养组和代谢组学,三者各有优劣,且彼此间的边界正在消失,将两种或以上的策略相结合,有助于加速对这些代谢物质的挖掘研究;④ 机器学习可用于在临床和实验室中开发代谢组学数据库和构建代谢网络模型。
肠道菌群
天然产物
生物合成基因簇
肠道菌群代谢产物
培养组学
biomarker
TMAO水平与心衰不良结局相关
① 氧化三甲胺(TMAO)水平是否受到指南推荐的治疗方法和药物影响尚未明确;② 选取2234例新发或逐渐恶化的心力衰竭患者,其TMAO水平与不良结局(死亡率和/或再住院)有很强的相关性;③ 对972例患者的血浆进行分析,发现使用基于指南的治疗方法可以降低b型利钠肽水平,但无法降低TMAO的水平;④ TMAO水平与不良结局相关,但在基于指南的药物治疗后,其水平未发生改变。
biomarker
gut microbiome
heart failure
Metabolite
Outcome study
氧化三甲胺(TMAO)
口服肉碱试验可检测菌群产生TMAO的能力
① 选取23位素食者和34位杂食者中进行口服肉碱挑战试验(OCCT),验证肠道菌群产生氧化三甲胺(TMAO)的能力;② 比起空腹血浆TMAO检测,OCCT能更好地检测人体内菌群产生TMAO的能力;③ 杂食者产生的TMAO水平比素食者高10倍,粪便CntA基因与TMAO的产生无关,可能涉及到其他关键的相关微生物基因;④ 在人源化限菌小鼠模型中获得的结果与人体试验中类似;⑤ 尿液TMAO与血浆TMAO呈强正相关,提高了OCCT的可行性,可作为防治心血管疾病的个性化手段。
氧化三甲胺(TMAO)
Clostridium difficile
粪菌移植治疗7天后的菌群,或可预测艰难梭菌感染复发
① 选取89名接受了胶囊粪菌移植治疗(cap-FMT)的艰难梭菌感染患者,60天内未复发的概率为80%;② 在对cap-FMT应答的患者中,移植前较低的肠道菌群α多样性在移植后得到恢复;③ 移植1周后,群落组成的差异与临床结果的差异显著相关;④ 选取移植7天后在应答患者与复发患者中有显著丰度差异的菌科构建基于回归树的模型,预测cap-FMT后的复发;⑤ 在训练集中该模型可100%准确地预测复发,在测试集(一组移植后8-20天收集的样本)中预测准确率为97%
Clostridium difficile
Encapsulated microbiota
Fecal microbiota transplantation
machine learning
Prediction model
粪菌移植
不同粪菌移植方式对早产仔猪的影响
① 83头早产仔猪分为两组:口服+经直肠移植健康仔猪的粪便或生理盐水;② 45头早产仔猪分为两组:经直肠移植健康仔猪的粪便或生理盐水;③ 粪菌移植增加了结肠中专性厌氧菌的相对丰度,改变了碳水化合物代谢途径以增加结肠pH值,保护杯状细胞黏蛋白的储存,并降低坏死性小肠结肠炎的发病率;④ 经直肠粪菌移植可增加胃-结肠的pH梯度,并增加粘膜对细菌定殖的抗性;⑤ 口服+经直肠粪菌移植促进细菌粘附及在器官中的定殖,但增加早产仔猪的死亡率。
粪菌移植
粪菌移植
仔猪
早产仔猪
早产仔猪
粪菌移植
粪菌移植可传递健康饮食及运动带来的代谢益处
① 将正常脂肪饮食(NFD)+进行运动的小鼠的粪菌移植给高脂饮食(HFD)小鼠后,可降低后者的食物利用效率,并显著改善代谢;② 粪菌移植的有益作用与螺杆菌属、臭味菌属、AF12菌属,及氧化磷酸化和糖酵解基因的过表达相关;③ NFD与运动结合,可改善新陈代谢,且饮食对塑造肠道菌群的影响大于运动;④ 粪菌移植可传递饮食与运动的有益代谢影响,未来或可用于治疗肥胖。
粪菌移植
粪菌移植
Fecal microbiota transplantation
张发明+刘洋彧:克罗恩病患者何时应接受第二次粪菌移植?
① 纳入第一次FMT治疗有效的克罗恩病(CD)患者69名,随访发现其维持临床反应的中位时间为125天;② 在疾病复发或有复发迹象前给予第二次FMT治疗,56名患者再次治疗后维持临床反应的中位时间为176.5天;③ 分析9名患者第一次FMT后肠道菌群和尿液代谢组的变化,发现FMT后患者菌群组成接近其供体,尿液代谢组也显著改变,7种代谢物较治疗前明显增加;④ 第二次FMT的维持疗效时间或许比第一次FMT长,推荐CD患者在第一次FMT后3个月接受第二次FMT。
Fecal microbiota transplantation
Crohn’s disease
Gut microbiota
Urine metabolomics
粪菌移植
Chloroquine
多聚氯喹具有治疗炎症性肠病的潜力
① 通过自由基共聚合生成多聚氯喹(pCQ),研究其对炎症性肠病的作用;② 口服pCQ干预柠檬酸杆菌诱导的结肠炎小鼠,单剂量使用后的全身吸收和胃肠道局部吸收量都很小;③ 多剂量治疗可显著降低结肠炎症,抑制促炎细胞因子IL-6和IL-1β,增加IL-2水平,通过改变粘膜免疫稳态达到抗炎作用;④ 结论:pCQ作为新型高分子聚合物,具有治疗炎症性肠病的潜力,能够在局部发挥效应并最小化全身毒性。
Chloroquine
Citrobacter rodentium
Colitis
INFLAMMATORY BOWEL DISEASE
Oral administration
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