Nature:阿卡波糖降糖不理想?有菌群酶让药失活

Nature [IF:49.962]
① 搜索人宏基因组数据+生化测试,鉴定出多个菌群编码的阿卡波糖激酶(Mak)基因;② Mak基因广泛存在于口腔菌群,肠道菌群中也有一些;③ 对其中一种酶Mak1做酶动力学和晶体结构分析,发现该酶通过与已知阿卡波糖激酶AcbK相似的机制,特异性地使阿卡波糖磷酸化,致其失活;④ 表达Mak1的工程菌能抵抗阿卡波糖对其生长的抑制作用;⑤ 分析已发表RCT数据发现,菌群中存在Mak基因的糖尿病患者对阿卡波糖的治疗应答较弱;⑥ 一种口腔放线菌可产生内源性阿卡波糖样分子,或能解释为何Mak基因在人微生物组中普遍存在。
【主编推荐语】阿卡波糖源自土壤细菌,能通过抑制α-葡糖苷酶来减少生物体对复杂碳水化合物的代谢。这一作用机制使得阿卡波糖被开发为抗糖尿病药,能改善患者的餐后血糖。但阿卡波糖也会抑制细菌的α-葡糖苷酶,从而对人体菌群造成影响。那么人类微生物组中是否也存在抵抗阿卡波糖的机制呢?为了解答这一问题,美国普林斯顿大学Mohamed S. Donia作为通讯作者,与罗格斯大学、上海交通大学的赵立平团队合作,通过宏基因组学、生化和结构生物学方法,找到了在人体菌群中广泛存在的能让阿卡波糖失活的细菌酶(Maks),并通过分析已发表的临床试验数据(查看文章),初步证实了这类酶可能是削弱阿卡波糖对糖尿病治疗效果的“罪魁祸首”。该研究还进一步找到了能生成阿卡波糖样分子的人类口腔细菌,提示Maks可能是人体菌群抵抗这种内源性阿卡波糖的适应性策略。总之,该研究为菌群-药物互作提供了又一个范式,或能在临床上指导糖尿病患者用药。相关成果已在Nature发表,值得专业人士关注。(@mildbreeze)
The human microbiome encodes resistance to the antidiabetic drug acarbose
2021-11-24, doi:10.1038/s41586-021-04091-0

尹芝南+杨恒文+陆骊工Nature突破:IL-27如何改善肥胖

Nature [IF:49.962]
① 在人类中,血清IL-27水平与肥胖负相关;② 敲除IL-27受体(IL-27Rα)或IL-27亚基EBI3,会加重小鼠的食源性肥胖和胰岛素抵抗;③ IL-27信号不影响小鼠摄食量,而是主要通过促进皮下白色脂肪组织棕色化来增加产热和能耗,从而减轻肥胖;④ 机制上,IL-27直接作用于表达IL-27受体的脂肪细胞(而非骨髓源免疫细胞),激活p38 MAPK-PGC-1α信号,上调UCP1,来促进产热;⑤ IL-27治疗可改善小鼠的肥胖和胰岛素敏感性。
【主编推荐语】营养过剩相关的慢性炎症,被认为是参与肥胖和代谢综合征发生发展的一个重要因素。然而,哪些免疫细胞和因子参与了肥胖进程,仍需深入研究。Nature最新发表了暨南大学尹芝南、杨恒文和陆骊工作为共同通讯作者的研究成果,为这一问题提供了一些关键答案。该研究发现,细胞因子IL-27可直接靶向脂肪细胞,促进其棕色化以增加产热和能量消耗,从而改善小鼠的食源性肥胖和胰岛素抵抗,并揭示了背后的分子机制。在人体中也观察到了血清IL-27水平与肥胖的负相关性。这些发现不仅拓展了关于免疫因子如何参与肥胖和产热调控的认知,也为肥胖和2型糖尿病提供了一个很有潜力的免疫治疗靶标。(@mildbreeze)
IL-27 signalling promotes adipocyte thermogenesis and energy expenditure
2021-11-24, doi:10.1038/s41586-021-04127-5
延伸阅读: 【BioArt】

Nature子刊:婴幼儿微量营养素补充要小心!

Nature Communications [IF:14.919]
① 针对补充微量营养素(MNP)人群对列研究中的80名婴儿,采集12月龄和24月龄时期的粪便,分析细菌、原生动物、真菌和寄生虫群落;② 发育期婴儿肠道中定植有复杂的真核微生物群,MNP(不含锌)治疗与原生动物、毛霉菌丰度增加相关,降低细菌多样性;③ 补充锌可缓解上述效应;④ 居住环境会影响肠道微生物群,在农村环境中会出现与MNP(不含锌)相同的效应;⑤ MNP的风险或收益可能取决于肠道真核生物群落,其危害可能会因处于农村环境而加重。
【主编推荐语】营养不良是一个全球性的健康危机,全球有1.49亿儿童发育不良,4500万儿童在5岁以下夭折。针对弱势儿童群体使用微量营养素补充剂,包括维生素、锌和铁等可以改善生长和降低疾病。然而,铁的补充会破坏肠道菌群稳态,锌可能增加阿米巴感染的几率,因此如何制定有效的营养素补充的配方显得格外的重要。肠道微生物群是影响营养不良的关键因素之一。但营养素的补充与肠道微生物群之间的关系尚不明确,特别是真菌在该方面的研究较少。近期一篇发表在Nature子刊, Nature Communications上的一篇研究,通过对接受含锌和不含锌的营养素补充的婴幼儿生长情况、腹泻病史以及肠道菌群的组成进行了分析,发现营养素粉治疗的儿童肠道微生物群多样性降低,维生素和铁会增加特定原生动物和真菌的丰度,锌则可以减轻这一情况。进一步建模结果显示,肠道菌群与营养素补充、居住地(即城市或农村)、年龄和营养状况存在复杂的相关性。这一研究提示临床营养素的补充需要进一步的深入探讨和研究。(@Zhonghua)
Micronutrient supplements can promote disruptive protozoan and fungal communities in the developing infant gut
2021-11-18, doi:10.1038/s41467-021-27010-3

马永慧:人类微生物组研究要面对哪些伦理问题?

ELS (Encyclopedia of Life Sciences) [IF:N/A]
① 人类微生物组研究是科学研究的前沿领域,对健康和疾病有重要意义,但该领域目前仍处于起步阶段,面临一些伦理方面的挑战;② 人类微生物组与个人身份有密切关系;③ 应重视人类微生物组研究中存在的独特风险和隐私保护问题,知情同意也需做出相应改变;④ 相关生物库的所有权和研究成果的返还,存在复杂的问题;⑤ 在商业化过程中要警惕炒作问题,炒作不仅会给公众带来风险,还会对合法治疗产生反作用,应在市场、科研和公众健康之间寻找平衡。
【主编推荐语】近年来,人类微生物组研究领域发展迅猛,使得我们对健康和疾病的理解产生了巨大变化,也影响着临床实践和公共健康干预的管理模式。厦门大学的马永慧教授近期在ELS发表文章,概述了该领域面临的伦理、法律、社会以及临床应用层面的挑战。对这些伦理问题的应对和解决,将促进人类微生物组研究的可持续发展和成果转化,并促进科学家、医疗人员和公众之间的对话。(@mildbreeze)
Ethical Issues of Human Microbiome Research
2021-10-10, doi:10.1002/9780470015902.a0029126

国内团队:纳米颗粒+天然活性分子,更好的IBD口服药物(综述)

Advanced Drug Delivery Reviews [IF:15.47]
① 口服载有天然活性小分子(NASMs)的聚合物纳米颗粒(NPs)治疗炎症性肠病(IBD)具有优势;② NPs包含人工合成、天然存在、聚合物前药以及混合型(pH、ROS、双响应、聚合物+脂质)材料;③ 将单糖、多糖、叶酸、多肽、抗体及其片段结合至NPs表面,可实现药物靶向递送,提高疗效、减少不良反应;④ 槲皮素、姜黄活性成分CUR、白藜芦醇、小檗碱、6-姜烯酚,这些NASMs可被载入NPs治疗IBD;⑤ 目前,用于IBD的NPs仍存在局限性,还需进一步优化。
【主编推荐语】炎症性肠病(IBD)的治疗方法目前仍然有限。天然活性小分子(NASMs)可用于IBD的预防和缓解,但由于NASMs可能存在高疏水性、不稳定性和生物利用度差等特性,其口服给药受到了诸多限制。随着纳米技术的发展,聚合物纳米颗粒(NPs)封装多功能NASMs的口服药物,可克服给药障碍,实现药物的靶向递送,同时提高其稳定性和生物利用度,从而增强NASMs对IBD的预防和治疗效果。西南大学肖波和成都中医药大学高飞作为共同通讯作者,在Advanced Drug Delivery Reviews发表综述,对该领域的最新进展进行了总结,并讨论了目前的挑战和未来的发展方向。(@mildbreeze)
Oral delivery of natural active small molecules by polymeric nanoparticles for the treatment of inflammatory bowel diseases
2021-07-24, doi:10.1016/j.addr.2021.113887
中农大连发2篇Microbiome:深度解码蜂肠菌
本期话题:蜜蜂,熊蜂,菌群传递,剖腹产,肠脑轴,FMT,心理压力,TMAO,脑卒中,荨麻疹,SCFA,CAES
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战肠炎:9文一览近期必读基础和临床进展
本期话题:IBD治疗,5-HT,自噬,生物碱,亚精胺,肠道上皮,巨噬细胞,肠神经元,Treg
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秦环龙等STTT:“促癌坏菌”却增强免疫治疗效果
本期话题:具核梭杆菌,早发性大肠癌,野生化,基因毒素,肠癌转移,肝癌,免疫疗法,卵巢癌
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46分顶刊疾呼:忽视肠菌的临床营养缺陷重重(附一图读懂)
本期话题:外科营养,营养成分,禁食,痴呆,茶,咖啡,高糖饮食,精神疾病,红肉,虚弱,鱼,黄斑变性
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如何写好人类微生物组论文?《自然·医学》发表百名专家指南
本期话题:人类微生物组,微生物生态学,优先效应,噬菌体,单细胞组学,菌群变异性,定植抵抗,互养,抗生素
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今日Science:少吃点,抗衰老?8页综述详论
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本期话题:生殖,外膜囊泡,菌群编辑,病毒组,益生菌,FMT,禁食,早发性大肠癌
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如何用噬菌体治肠病?段屹等《自然·综述》详解
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一线期刊多角度聚焦肠炎:深揭分子与微生态机制
本期话题:XIAP,菌群-免疫互作,TCR,B细胞,慢性肉芽肿病,IBD治疗,缺血/再灌注,坏死性小肠结肠炎
2021-11-16
9文一览中国团队新作
本期话题:肠道真菌,功能群,数据库,生物材料,寄生虫疗法,肠癌,膳食纤维,肠脑轴,益生菌递送,肠道类器官
2021-11-15