第2424期：Cell详解：大有潜力的微生物食品
本期话题：微生物食品，AKK菌，禁食，癌症，补充剂，碳水化合物，益生元，亚硝酸盐，维生素B，油酸，促炎饮食，园艺疗法
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01月20日

Cell：微生物食品助力人与自然的可持续健康发展 （观点）

Cell [IF:66.85]
① 由微生物生产的食品（微生物食品）包括微生物生物质、发酵食品以及细胞工厂；② 微生物食品可在营养等层面改善人群健康，又可以通过减少碳排放等改善环境，从而促进人和自然可持续健康发展；③ 挖掘微生物的生物多样性可提供新的潜在食品来源；④ 科学驱动的发酵方法和合成生物学技术，将为研发下一代微生物食品提供助力；⑤ 一些废料（如豆渣）可作为微生物发酵底物，有助于提高食品系统效率；⑥ 微生物食品正在蓬勃发展，但仍面临多项挑战。
【主编推荐语】微生物食品的概念由来已久，比如发酵食品。但是随着科学技术的发展，微生物食品的概念更加广泛，尤其是二代微生物食品的出现。发表在Cell杂志的这篇观点文章指出，微生物食品在多个层面上具有促进人和自然可持续健康发展的潜力，为食品行业、可持续发展相关研究提供思考和参考。（@Bingbing）
Microbial foods for improving human and planetary health
2023-01-18, doi:10.1016/j.cell.2022.12.002
延伸阅读： 【科学私享】
微生物食品 食品系统 可持续发展 微生物组 发酵食品 微生物生物质 细胞工厂 合成生物学 Leonie J Jahn Morten O A Sommer
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膳食乳化剂危害肠道和代谢健康，补充AKK菌或有保护作用

Gut [IF:31.793]
① 小鼠食用乳化剂（羧甲基纤维素和聚山梨酯80）使肠道菌群中的嗜黏蛋白阿克曼菌（AKK菌）丰度降低；② 小鼠每天口服AKK菌可以预防摄入乳化剂引起的代谢紊乱（肥胖、糖耐受不良），并抵消膳食乳化剂诱导的低度肠道炎症诱导；③ 同时，补充AKK菌改善了膳食乳化剂导致的肠道菌群组成和肠道生理（隐窝深度、杯状细胞数量）的变化，防止菌群侵蚀肠上皮；④ 膳食乳化剂改变小鼠结肠转录组，补充AKK菌在很大程度上减少了这些变化。
【主编推荐语】此前研究显示，膳食乳化剂（如羧甲基纤维素和聚山梨酯80）可对肠道菌群和宿主健康产生不良影响，导致菌群侵蚀肠上皮、慢性低度肠道炎症，促进宿主代谢失调。这些表型伴随着肠道菌群中能增强肠道黏液屏障的嗜黏蛋白阿克曼菌（AKK菌）的减少。Gut最新发表的这项研究，在小鼠中评估了口服补充AKK菌是否有助于抵消膳食乳化剂带来的这些有害作用。（@mildbreeze）
Akkermansia muciniphila counteracts the deleterious effects of dietary emulsifiers on microbiota and host metabolism
2023-01-16, doi:10.1136/gutjnl-2021-326835
益生菌 AKK菌 膳食乳化剂 肠道菌群 肠道炎症 Noëmie Daniel Benoît Chassaing
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王立顺团队Nature子刊：热量限制的抗肿瘤作用或与肠菌有关

Nature Metabolism [IF:19.865]
① 通过热量限制（CR）或者间歇性禁食（IF）干预肿瘤小鼠模型（同时使用或不使用抗生素），CR干预（而不是IF）可通过肠道菌群抑制皮下肿瘤的形成；② CR干预后小鼠肠道中双歧杆菌属显著富集，补充两歧双歧杆菌以CD8+ T细胞依赖方式发挥抗肿瘤效果；③ 补充两歧双歧杆菌上清液也可上调肿瘤浸润CD8+ T细胞，从而促进CR的抗肿瘤作用；④ 定量分析发现上清液中乙酸含量显著升高，补充乙酸（而不是丙酸）通过IFN-γ+CD8+ T细胞积累调节抗肿瘤作用。
【主编推荐语】多项研究发现热量限制（CR）和间歇性禁食（IF）可降低患癌症的风险，也可重塑宿主肠道菌群。然而，肠道菌群是否在与CR或IF相关的抗肿瘤效果中起作用仍未知。近日，复旦大学王立顺团队在Nature Metabolism发表最新研究，构建了小鼠肿瘤模型，通过CR或者IF干预策略，发现CR的抗肿瘤作用（而不是IF），取决于肠道菌群的肿瘤浸润IFN-γ+CD8+ T细胞的积累，这种效果可能归结于乙酸的产生。总之，该研究证明肠道菌群和其代谢产物可以促进抗肿瘤免疫，并有助于CR的抗肿瘤作用。（@九卿臣）
The antitumour effects of caloric restriction are mediated by the gut microbiome
2023-01-16, doi:10.1038/s42255-022-00716-4
延伸阅读： 【Nature Metabolism】 【丁香学术】 【BioArt】 【iNature】 【生物世界】
热量限制（CR) 抗肿瘤 研究论文 基础研究 肠道菌群 间歇性禁食 乙酸 CD8+ T细胞 动物实验 肿瘤 两歧双歧杆菌 Yu-Qin Mao Jia-Ting Huang Bing Han Li-Shun Wang
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禁食和模拟禁食饮食在癌症中的应用（综述）

Trends in Cancer [IF:19.161]
① 禁食和模拟禁食饮食（FMD）可降低IGF1、胰岛素、瘦素、葡萄糖和内脏脂肪和其他的疾病或衰老风险因子，从而促进小鼠的癌症预防；② 禁食和FMD可保护正常细胞，同时引起癌细胞代谢改变，使其对治疗敏感，降低药抗，在小鼠中可增强化疗和放疗、酪氨酸激酶抑制、免疫和激素疗法的效果；③ FMD可抑制体重剧烈减轻，以及对血糖、血压、免疫和内分泌的可能损伤；④ 定期禁食/周期性FMD与标准治疗的结合干预在乳腺癌等取得一些正向临床效果。
【主编推荐语】Trends in Cancer发表的这篇综述，总结了禁食和模拟禁食饮食（FMD）在癌症预防和治疗中的作用。结果来看，FMD可以保护正常细胞，同时使癌细胞对治疗敏感，在癌症治疗中具有很大潜力。同时，FMD因为能维持规律进食，对癌症患者更安全有效。（@Bingbing）
Fasting and fasting mimicking diets in cancer prevention and therapy
2023-01-14, doi:10.1016/j.trecan.2022.12.006
禁食 模拟禁食 荟萃分析 Olga Blaževitš Valter D Longo
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Science子刊：补充烟酰胺核糖可改善NAD+代谢、肌肉和肠道菌群

Science Advances [IF:14.957]
① 纳入24对身体质量指数（BMI）一致或不一致的年龄约40岁的同卵双胞胎进行为期5个月以递增剂量补充烟酰胺核糖（NR）进行研究；② 发现NR增强了双胞胎全身NAD+代谢、肌肉中而非白色脂肪组织（WAT）的线粒体数量；③ 促进了成肌细胞分化、肠道菌群组成（特别是粪杆菌属），并调节肌肉和WAT的DNA甲基化；④ NR不能改善双胞胎肥胖或代谢健康，其体重和体脂成分随时间增长、胰岛素敏感下降；⑤ NR是NAD+代谢、肌肉线粒体功能等的调节剂，但与BMI无关。
【主编推荐语】酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD+）的前体烟酰胺核苷（NR）是一种可以改善小鼠肥胖相关的线粒体功能障碍和代谢综合征的化合物。但其应用缺乏临床数据和长期试验的结果。Science Advances最新发表的文章填补了相应的空白，充实了相关数据。（@好雨）
Nicotinamide riboside improves muscle mitochondrial biogenesis, satellite cell differentiation, and gut microbiota in a twin study
2023-01-13, doi:10.1126/sciadv.add5163
NAD 肌肉线粒体 研究论文 KirsiH Pietiläinen Helena A K Lapatto Minna Kuusela Eija Pirine
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Nature子刊：碳水化合物的复杂性对菌群的影响

Nature Ecology & Evolution [IF:19.1]
① 建立人类肠道菌群群落与计算模型，剖析化学复杂性和糖类组成不同的纤维如何影响菌群组装以及菌群对扰动的反应；② 纤维的化学复杂程度会限制菌群的生长和利用该营养物质的菌种数量；③ 与组成糖相比，纤维的存在减少菌种间竞争；④ 碳水化合物的化学复杂性增强群落组成的可重复性，提高群落对入侵的抵抗力；⑤ 最大化或最小化常驻和入侵菌群间对碳水化合物的竞争，可以增强对入侵的抵抗力。
【主编推荐语】膳食纤维会影响人体肠道微生物群的生长动态，但我们对这些营养素如何塑造微生物相互作用网络和对扰动的反应缺乏详细和定量的理解。Nature Ecology & Evolution近期发表的文章，发现碳水化合物的化学复杂性会影响菌群的生长，及其对入侵的抵抗力。这提示我们可利用碳水化合物化学复杂性对菌群竞争的定量影响，为饮食和菌群干预提供信息，调节菌群对入侵的抵抗。（@章台柳）
Carbohydrate complexity limits microbial growth and reduces the sensitivity of human gut communities to perturbations
2023-01-05, doi:10.1038/s41559-022-01930-9
人肠道菌群 膳食纤维 碳水化合物 化学复杂性 Ophelia S Venturelli Erin Ostrem Loss
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Nature子刊：特定益生元或可降血压

Nature Cardiovascular Research [IF:N/A]
① 纳入20名未接受治疗的高血压患者，分为益生元乙酰化和丁基化高直链玉米淀粉（HAMSAB；40g/天）和安慰剂组进行含洗脱期为期三周的II期随机试验；② 两组间营养摄入无差异，HAMSAB组纤维和抗性淀粉含量更高，干预后患者24小时收缩压、动态收缩压和总血管阻力降低；③ HAMSAB组患者肠道菌群丰富度降低，β多样性改变，产SCFA菌丰度增加，但血浆细胞因子水平未变；④ HAMSAB可提高患者体循环丁酸及血浆中乙酸盐和丁酸盐水平，降低结肠最大pH值。
【主编推荐语】多项研究报道较高水平的纤维摄入量可促进健康，有利于降低血压、全因和心血管疾病死亡率。近日，澳大利亚蒙纳士大学研究人员在Nature cardiovascular research发表最新研究，开展了一项II期随机、安慰剂对照、双盲交叉试验的结果，20名未接受治疗的高血压患者被随机分配到每天40g克益生元乙酰化和丁基化高直链玉米淀粉（HAMSAB）或安慰剂组，每组完成3周，两组间有3周的洗脱期。发现接受HAMSAB治疗的患者24小时收缩压、动态收缩压和总血管阻力降低，无任何不良反应。HAMSAB干预还增加了乙酸和丁酸盐的水平，改变了肠道菌群结构，并提高了产SCFAs菌丰度。总之，该研究表明在原发性高血压患者中，使用HAMSAB进行益生元干预可能是一种有前途的策略，值得关注。（@九卿臣）
Prebiotic intervention with HAMSAB in untreated essential hypertensive patients assessed in a phase II randomized trial
2023-01-09, doi:10.1038/s44161-022-00197-4
延伸阅读： 【Medical Xpress】 【Nature Cardiovascular Research】 【Nature Reviews Cardiology】
高血压 Hamdi A Jama Francine Z Marques
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10万人数据，揭示膳食亚硝酸盐和硝酸盐与糖尿病风险的关系

PLoS Medicine [IF:11.613]
① 纳入NutriNet-Santé研究中的104168位成年人，中位随访7.3年，期间确诊969例2型糖尿病（T2D），评估膳食亚硝酸盐和硝酸盐摄入及其不同来源与T2D风险的关系；② 总亚硝酸盐以及源自食品和水的亚硝酸盐，均与T2D风险正相关（HR分别为1.27和1.26）；③ 源自添加剂的亚硝酸盐，特别是亚硝酸钠，与T2D风险正相关（HR分别为1.53和1.54）；④ 总硝酸盐、源自食物和水的硝酸盐、源自添加剂的硝酸盐，与T2D风险之间无关联。
【主编推荐语】亚硝酸盐和硝酸盐存在于食物和饮水中，也作为食品添加剂（如用于加工肉），从而被人体摄入。PLoS Medicine近期发表了来自法国的前瞻性大队列研究，发现膳食亚硝酸盐和硝酸盐对2型糖尿病（T2D）没有益处，相反，源自饮食（尤其是食品添加剂）的亚硝酸盐与T2D风险升高相关。（@mildbreeze）
Dietary exposure to nitrites and nitrates in association with type 2 diabetes risk: Results from the NutriNet-Santé population-based cohort study
2023-01-17, doi:10.1371/journal.pmed.1004149
延伸阅读： 【Medical Xpress】
膳食硝酸盐 膳食亚硝酸盐 食品添加剂 2型糖尿病 前瞻性队列 营养流行病学 Bernard Srour
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JAMA子刊：叶酸、维生素B6及维生素B12或可预防代谢综合征

JAMA Network Open [IF:13.353]
① 纳入4414名美国参与者，平均22.1年随访期间，共确诊1240例代谢综合征；② 在基线、第7年及第20年评估参与者的饮食摄入情况，并在基线、第7年及第15年检测血清中的叶酸、维生素B6及维生素B12的浓度；③ 校正潜在混杂因素后，相比于叶酸、维生素B6及维生素B12摄入量最低者，摄入量最高者的代谢综合征风险分别降低61%、39%及26%；④ 相似地，血清中的叶酸、维生素B6及维生素B12的浓度与代谢综合征风险呈负相关，HR分别为0.23、0.48及0.70。
【主编推荐语】JAMA Network Open上发表的一项前瞻性队列研究结果，对4000多名美国青年人进行30年随访后发现，叶酸、维生素B6及维生素B12的摄入，以及血清中的叶酸、维生素B6及维生素B12的浓度与代谢综合征风险呈负相关。该研究结果提示，摄入叶酸、维生素B6及维生素B12或可预防代谢综合征。（@aluba）
Folate, Vitamin B6, and Vitamin B12 Status in Association With Metabolic Syndrome Incidence
2023-01-11, doi:10.1001/jamanetworkopen.2022.50621
叶酸 研究论文 前瞻性队列研究 代谢综合征 维生素B6 维生素B12 Jie Zhu Ka Kahe
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Science子刊：油酸或可通过脂滴调控脂质稳态？

Science Advances [IF:14.957]
① 在脂质平衡反应中，油酸通过激活内质网驻留转录因子SKN-1A（Nrf1/NFE2L1），延长秀丽隐杆线虫寿命；② 在蛋白酶体活性低时，SKN-1A/Nrf1通过内质网相关降解（ERAD）机制从ER中清除并保持稳定，维持蛋白酶体平衡状态；③ 不受蛋白酶体活性影响，油酸通过脂滴依赖性的ERAD增强，提高核SKN-1A的水平，但需要膜平衡的维护；④ SKN-1A通过重塑脂质代谢转录组减少脂肪变性，并通过内源性积累、减少H3K4三甲基化或饮食补充，促进长寿。
【主编推荐语】过度的脂质积累是肥胖相关病症的标志，但有些脂质是有益的。油酸（OA），是最常见的单不饱和脂肪酸，能促进健康和长寿，但人们对其具体机制知之甚少。近日，美国波士顿乔斯林糖尿病中心研究人员在Science Advances发表最新研究，通过秀丽隐杆线虫模型，发现OA通过增强内质网相关降解，激活SKN-1脂质稳态途径，SKN-1可以重塑脂质代谢，减少脂肪积累，增强蛋白质稳态，延长线虫寿命。（@九卿臣）
An antisteatosis response regulated by oleic acid through lipid droplet–mediated ERAD enhancement
2023-01-04, doi:10.1126/sciadv.adc8917
油酸 脂代谢 研究论文 基础研究 信号通路 单不饱和脂肪酸 长寿 线虫模型 肥胖 JORGE IVÁN CASTILLO-QUAN T Keith Blackwell
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促炎饮食增加正常体重的腹部肥胖者的心血管疾病死亡风险

Clinical Nutrition [IF:7.643]
① 本项前瞻性队列研究包括3521名BMI正常的成人，其中包含1777名正常体重中心性肥胖（NWCO）者，中位随访18.7年共发生761例死亡；② 在NWCO者中，膳食炎症指数（DII）评分越高（即更多的促炎饮食）与CVD死亡风险增加相关，DII评分最高第三分位组相比第一分位组的CVD死亡风险增加89%，这种关联在更严重的中心性肥胖中更强；③ 在体重正常、无中心性肥胖的群体中，DII评分与总死亡及癌症死亡风险无关，NWCO组的DII评分与癌症死亡风险也无关。
【主编推荐语】既往研究表明促炎饮食可能增加代谢疾病患者的不良健康结果。近期发表于Clinical Nutrition的一项研究探究了在身体质量指数（BMI）正常范围但患有中心性肥胖（BMI 18.5 ~ 25 kg/m2，女性腰臀比≥0.85，男性≥0.90）的美国成年人中食用促炎饮食与死亡风险之间的关系。结果显示，在BMI正常体重范围内的人群中，由高膳食炎症指数（DII）评分评估的促炎饮食与中心性肥胖者的心血管疾病（CVD）死亡风险增加有关。这提示，对于体重正常但存在中心性肥胖的这部分人群，应该改善饮食以降低不利健康结果的风险。（@注册营养师陈彬林）
Inflammatory potential of diet and risk of mortality in normal-weight adults with central obesity
2022-12-16, doi:10.1016/j.clnu.2022.11.019
Moon Kyung Choi Yong-Moon Mark Park Seong-Su Lee
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Lancet子刊：“园艺疗法”或可改善饮食健康，降低癌症、慢性病风险

Lancet Planetary Health [IF:28.75]
① 项目招募493名成年人，291人完成基线测量，测试人员随机分配到园艺干预组(n = 145)或对照组(n = 146)，在春天、秋天和冬天（T1、T2、T3）评估；② T2时，干预组和对照组的纤维摄入、中等至剧烈体力活动都出现显著差异；③ 水果和蔬菜摄入、健康饮食指数、久坐时间、BMI和腰围（p均>0.04）之间没有显著的干预交互作用；④ 但差异评分模型显示，与对照组相比，干预组在T1-T2时感知压力和焦虑的降低程度更大，或有助于改善癌症和其他慢性疾病。
【主编推荐语】不健康的饮食、缺乏体育锻炼和社会脱节是非传染性疾病和其他慢性疾病的重要可改变的风险因素，可以通过基于自然的社区干预来缓解。Lancet Planetary Health近期发表的文章，在年龄、种族和社会经济地位不同的成年人群中，探究社区园艺干预是否可以减少常见的健康风险。结果发现，社区园艺或可成为改善非传染性疾病和慢性疾病的重要行为干预因素，优点在于其提供一种基于自然的行为干预方式，而且具有良好的包容性，包括新园艺师在内的不同人群都可使用。（@章台柳）
Effects of a community gardening intervention on diet, physical activity, and anthropometry outcomes in the USA (CAPS): an observer-blind, randomised controlled trial
2023-01-01, doi:10.1016/S2542-5196(22)00303-5
延伸阅读： 【News Medical】 【生物谷】 【生物世界】
慢性疾病 非传染性疾病 社区园艺 随机对照试验 Jill S Litt Katherine Alaimo
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