郭春君等Nature:菊粉如何通过菌群促进2型炎症?

Nature [IF:69.504]
① 富含菊粉的高纤维饮食可影响小鼠的肠道菌群组成,引起菌群衍生代谢物水平的广泛改变,伴随结肠和肺部的嗜酸性粒细胞增高,提示菊粉可促进2型炎症反应;② 机制上,菊粉改变菌群代谢,通过依赖于肠菌胆盐水解酶的方式,使血液中的胆酸等胆汁酸水平升高,胆酸通过作用于受体FXR上调基质细胞的IL-33表达,从而诱导ILC2生成IL-5,导致嗜酸性粒细胞增多;③ 在定植人类肠道菌群的小鼠中也观察到菊粉的这些效应;④ 菊粉的促2型炎症作用,可加剧过敏原诱导的呼吸道炎症,也可增强抗寄生虫感染的免疫防御。
【主编推荐语】膳食纤维可以通过肠道菌群发酵产生的短链脂肪酸发挥有益的抗炎作用,然而纤维的种类很多,大多数纤维及其菌群衍生代谢物的免疫调节作用仍然不明。Nature最新发表了美国康奈尔大学David Artis, Frank C. Schroeder和郭春君作为共同通讯作者的研究,发现富含可发酵纤维菊粉的饮食可以改变小鼠肠道菌群的组成和代谢,导致胆酸等胆汁酸水平升高,促进以嗜酸性粒细胞升高为特征的黏膜2型炎症反应,从而加剧过敏并增强抗寄生虫免疫。这些发现阐释了膳食纤维如何通过肠道菌群代谢物来发挥免疫调控作用的新机制,也揭示了膳食纤维-菌群-宿主免疫之间相互作用的复杂和多面性。(@mildbreeze)
Inulin fibre promotes microbiota-derived bile acids and type 2 inflammation
2022-11-02, doi:10.1038/s41586-022-05380-y

张烜+刘志华:高纤维饮食+特定肠菌,可加重类风湿性关节炎

Cellular and Molecular Immunology [IF:22.096]
① 从RA患者粪便中分离出一株普雷沃菌P. copri RA,其定植可加重CIA模型小鼠的关节炎;② P. copri RA有独特的多糖降解酶特征,定植该菌的CIA小鼠吃高纤维饮食会进一步加剧关节炎,伴随肠道菌群组成改变(Akk菌科过度生长、拟杆菌科减少)和肠道炎症;③ P. copri RA定植+高纤维饮食使复杂纤维消化后产生过多有机酸,其中有促炎作用的富马酸和琥珀酸等的水平显著升高;④ 琥珀酸可促进巨噬细胞的促炎反应,补充琥珀酸会加剧CIA小鼠关节炎。
【主编推荐语】类风湿性关节炎(RA)患者和模型动物中,都存在肠道菌群的改变。其中,Prevotella copri被发现在RA中富集。这种菌编码特定的碳水化合物活性酶(CAZymes),能有效分解、利用饮食中的纤维和多糖。中国医学科学院北京协和医学院张烜团队与清华大学刘志华团队合作,在Cellular and Molecular Immunology发表最新研究,在胶原蛋白诱导的关节炎(CIA)模型小鼠中,揭示了源自RA患者的一个P. copri菌株如何与高纤维饮食协同作用加剧RA。总之,该研究强调了在评估饮食干预对RA的影响时,一定要考虑肠道菌群失调的具体情况,否则可能适得其反。(@mildbreeze)
A high-fiber diet synergizes with Prevotella copri and exacerbates rheumatoid arthritis
2022-11-02, doi:10.1038/s41423-022-00934-6

多吃发酵食品和纤维,可显著降低压力水平

Molecular Psychiatry [IF:13.437]
① 45名成人随机分精神益生饮食组(含益生元和发酵食品)和对照组,干预4周后压力感知减少32%且睡眠质量显著提高;② 实验组干预后水果、蔬菜和发酵食品摄入更高,油炸食品摄入更低;③ 干预饮食坚持度越高、菌群波动率越低的参与者干预后压力感知越低;④ 干预后Blautia wexlerae丰度显著增加,Blautia obeum等显著降低,乙醛酸支路和木糖降解上调,乳酸水平和苏氨酸降解下调;⑤ 40种粪便脂质、尿液色氨酸、血浆犬尿酸等代谢物水平显著改变。
【主编推荐语】越来越多的研究表明,饮食对人类的心理健康有巨大影响,健康合理的饮食甚至可以降低许多常见精神疾病的风险。近日,爱尔兰科克大学的研究人员在Molecular Psychiatry发表最新研究,45名成人随机分为精神益生饮食组(含益生元和发酵食品)和对照组,4周内,严格摄入精神益生饮食执行的志愿者,感到压力水平的降低幅度最大。进一步探究发现精神益生饮食对肠道菌群组成和功能改变程度较低,但显著改变了40种特定的粪便脂质、尿液色氨酸及血浆犬尿酸代谢物水平。总之,摄入特定的精神益生饮食是一种有效应对压力的方法。(@九卿臣)
Feed your microbes to deal with stress: a psychobiotic diet impacts microbial stability and perceived stress in a healthy adult population
2022-10-27, doi:10.1038/s41380-022-01817-y
延伸阅读: 【医诺维】

宁康团队:迁移学习模型或可促进基于微生物的跨区域疾病诊断

Gut [IF:31.793]
① 提出一个集成神经网络和迁移学习的机器学习框架,旨在利用源城市的疾病成熟知识辅助目标城市的疾病诊断;② 利用14个城市的7种代表性疾病数据对3个疾病神经网络(DNN)模型进行评估;③ 迁移DNN模型对城市间疾病的诊断准确性(0.829)显著高于独立DNN模型(0.743)和跨城市的区域DNN模型(0.506);④ 迁移学习样本比例超过50%,迁移DNN模型即可比独立DNN模型有更高诊断准确性;⑤ 该机器学习框架可识别特定区域微生物及所有区域共享微生物。
【主编推荐语】炎症性肠病人群肠道菌群的异质性具有显著的区域效应,这在很大程度上限制了基于微生物的疾病诊断的跨区域应用。目前,基于微生物的机器学习方法已用于炎症性肠病和2型糖尿病的诊断,但尚无法减轻跨区域效应。近日,华中科技大学宁康及其团队在Gut发表最新研究,将迁移学习引入疾病神经诊断模型,“借用”源城市有关疾病的成熟知识,辅助目标城市进行疾病诊断,提高了人工智能在缺乏目标城市微生物群模式信息时的诊断准确性和稳健性。(@芥末)
Overcoming regional limitations: transfer learning for cross-regional microbial-based diagnosis of diseases
2022-10-28, doi:10.1136/gutjnl-2022-328216

Nature子刊:土壤仿生材料或可调节菌群,改善结肠炎?

Nature Chemistry [IF:24.274]
① 合成一种类似土壤的“化学系统”,经冷冻、干燥和热压缩步骤自下而上合成,由蒙脱土、淀粉颗粒和液态金属组成;② 通过三维X射线荧光、光学层析成像和电子显微镜成像表征复合材料,确认其与土壤结构相似;③ 土壤仿生材料具有化学、光学和机械响应能力,在电气性能方面有写入-擦除功能,还可增强体外微生物培养/生物膜生长和生物燃料生产;④ 通过喂食土壤仿生材料可增加模型小鼠肠道菌群多样性、恢复肠道菌群紊乱、改善溃疡性结肠炎症状。
【主编推荐语】土壤是庞大微生物群落的栖息环境,土壤孔隙中的独特微环境孕育了非常丰富的微生物群落和良好的材料-生物界面。近日,芝加哥大学田博之、林艺良及团队在Nature Chemistry发表最新研究,设计并合成出一种新型类似土壤的“化学系统”,由蒙脱土、淀粉颗粒和液态金属组成,该系统对机械力、激光和化学溶剂具有良好的动态响应性。通过该土壤仿生材料与微生物互作,不仅在体外可增强生物膜的生长、提高微生物合成化学品产量,在小鼠体内还可调节肠道菌群失调,恢复肠道微生态和治疗溃疡性结肠炎。总之,该研究的土壤仿生材料未来或可作为胃肠道疾病疗法的干预手段之一,值得关注。(@九卿臣)
A soil-inspired dynamically responsive chemical system for microbial modulation
2022-10-24, doi:10.1038/s41557-022-01064-2

蔡军等:肺炎克雷伯菌或可导致高血压

Hypertension [IF:9.897]
① 分析3个独立队列的宏基因组测序结果,高血压患者肠道中肺炎克雷伯菌(K.pn)丰度增加;② 口服K.pn导致无菌小鼠舒张压升高、心肌轻度肥厚、肠系膜上动脉收缩增强;③ K.pn造成无菌小鼠肠组织损伤、紧密连接蛋白表达下降,显著改变肠道转录组、高血压发展的保护因子对氧磷酶表达下调;④ K.pn破坏小鼠肠道原有的代谢组,或具有抗炎活性的硬脂酰乙醇胺丰度降低;⑤ 口服K.pn的无菌小鼠肾脏中检测到K.pn,肾脏中高血压发病相关基因表达显著上调。
【主编推荐语】肠道菌群失调与高血压的发生发展有关。有研究表明,高血压患者肠道菌群的丰富度和多样性显著降低,且高血压患者的肠道菌群可以导致小鼠血压升高。但目前尚未发现与高血压直接相关的细菌种类。中国医学科学院阜外医院蔡军、四川大学华西医院Liu Xinyu、暨南大学附属珠海医院牛海涛及其团队近日在Hypertension发表最新研究文章,发现条件致病菌肺炎克雷伯菌在肠道中的富集引起肠道损伤、粪便代谢组改变和细菌肾脏转移,或是血压升高和高血压发病的原因,为探索高血压的防治方法提供了新的思路。(@芥末)
Causality of Opportunistic Pathogen Klebsiella pneumoniae to Hypertension Development
2022-10-19, doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.122.18878

肠道菌群或通过巨噬细胞影响腹主动脉瘤发展

Hypertension [IF:9.897]
① 在血管紧张素II诱导的载脂蛋白E缺陷小鼠的腹主动脉瘤(AAA)模型中,口服(而非腹腔注射)广谱抗生素(AVNM)清除肠道菌群可显著降低AAA发生率和AAA破裂导致的死亡率;② 口服AVNM清除肠道菌群抑制了单核/巨噬细胞在脾脏中的贮存;③ 尽管口服AVNM增加小鼠胆固醇,血管紧张素II诱导的单核/巨噬细胞向主动脉的募集受到显著抑制,或与AAA发生减少有关;④ 腹腔注射模式识别受体的配体NOD1可逆转口服AVNM对单核/巨噬细胞向主动脉募集的抑制。
【主编推荐语】腹主动脉瘤(AAA)是一种以腹主动脉呈瘤样扩张为特征的心血管疾病,瘤体破裂前通常没有明显症状,但瘤体破裂时死亡率极高。免疫细胞在主动脉壁慢性炎症中其关键作用,促进AAA的发生发展。肠道菌群可通过调节宿主的免疫与代谢功能影响动脉粥样硬化等心血管疾病,但菌群与AAA间的关系尚不明确。近日,日本神户大学Tomoya Yamashita及其团队在Hypertension发表文章,发现利用抗生素清除肠道菌群可显著减少血管紧张素II诱导的小鼠AAA,其机制或与菌群影响单核/巨噬细胞向主动脉募集有关,为通过调节肠道菌群治疗AAA提供了可能。(@芥末)
Gut Microbiota Influence the Development of Abdominal Aortic Aneurysm by Suppressing Macrophage Accumulation in Mice
2022-10-12, doi:10.1161/HYPERTENSIONAHA.122.19422

H-NS蛋白降解对于细菌表达外源基因及其肠道定植至关重要

PNAS [IF:12.779]
① 通过对hns基因进行诱变,鉴定出一种特定的热稳定拟核结构(H-NS)蛋白突变体;② 该蛋白不仅保留了野生型H-NS蛋白的功能,即可与外源DNA结合并沉默相应基因的表达,而且可抵抗Lon蛋白酶的降解;③ 单独表达该突变体的大肠杆菌不能产生由外源基因编码的生物膜形成所需的curil(一种淀粉样蛋白),因此无法在小鼠肠道定植;④ 综上,H-NS蛋白水解对于细菌表达外源基因及其肠道定植至关重要。
【主编推荐语】细菌进化依赖于水平基因转移(HTGs),必须克服拟核结构蛋白(H-NS)引起的沉默效应才有可能赋予细菌新的特性;肠道细菌具有某些蛋白,可从外源基因中置换H-NS、与H-NS形成非功能性寡聚体并降解H-NS,目前尚不清楚这些机制是否在肠道定植中发挥作用。近日,发表在PNAS上的这篇文章,通过对hns基因进行诱变,鉴定出一种特定的H-NS蛋白突变体,可抵抗Lon蛋白酶的降解,但保留了与外源DNA结合并沉默HTGs的能力,而且单独表达该突变体的大肠杆菌无法在小鼠肠道定植。综上,H-NS蛋白水解对于细菌表达外源基因及其肠道定植至关重要。(@圆圈儿)
Degradation of gene silencer is essential for expression of foreign genes and bacterial colonization of the mammalian gut
2022-09-26, doi:10.1073/pnas.2210239119
今日Cell双发:婴儿肠道菌群+国内肠脑轴研究,再获新突破!
本期话题:长双歧杆菌,肠脑轴,抑郁,人参皂苷,进食调控,肠肾轴,T1D,类风湿性关节炎,寄生虫,肥胖
2022-11-02
10月,最值得看的35篇肠道健康文献!
2022年10月,根据“热心肠因子”计算的35篇必读文献。
2022-11-01
Nature背靠背:如何更好地理解大肠癌肿瘤异质性?
本期话题:肿瘤异质性,演化,脂质,结直肠癌,SIRT5,胰腺癌,纳米药物,胃癌/食管癌,抗肿瘤免疫,早老蛋白
2022-10-31
植物性ω-3脂肪酸是否有益心衰?27分研究提供新证据
本期话题:ω-3脂肪酸,维生素D,微量元素,蔗糖,低碳水饮食,杏仁,鱼,饮食汞,医用定制餐
2022-10-30
聚焦IBS:一种细菌产物或为治疗打开新思路
本期话题:IBS,细菌脂肽,内源性大麻素,遗传,饮食干预,疾病亚型,肠道菌群,经皮穴位电刺激,美沙拉嗪,薄荷油,FMT
2022-10-29
曹议匀等Science突破:深度解析促癌肠菌的新型基因毒素
本期话题:促癌细菌,基因毒素,胰腺癌,药物递送,肿瘤菌群,β细胞,免疫耐受,生信,MAG
2022-10-28
拟杆菌如何壮大Akk菌?33分研究揭示机制
本期话题:细菌间互作,昼夜节律,肠-肝-脑轴,IBD,急性前葡萄膜炎,类风湿性关节炎,病毒感染,高血压,异位定植,细菌天然产物
2022-10-27
《自然·综述》聚焦:3篇必读综述多角度解析肠道菌群
本期话题:抗生素,糖尿病,胃肠道炎症,胆汁酸,心血管代谢,H2S,奶牛,精子质量,帕金森病,类黄酮,中药
2022-10-26
10文聚焦IBD:从基础到临床,战肠炎有何新思路?
本期话题:IBD,色氨酸代谢,免疫代谢,表观遗传,黏蛋白,雌激素受体,GPCR,药物临床,饮食,流行病学
2022-10-25
NEJM长文详解:如何预防口腔癌?
本期话题:口腔癌,肝癌,化放疗,大肠癌,转移性大肠癌,光控工程菌,卵巢癌,表观遗传,肥胖,阿司匹林
2022-10-24