Nature:肠道细菌通过一种硫酸酯酶降解结肠黏蛋白

Nature [IF:49.962]
① 多形拟杆菌能利用硫酸化的结肠黏蛋白O-聚糖作为唯一碳源;② 对该菌编码的12种硫酸酯酶进行底物特异性分析,发现这些酶能移除O-聚糖上所有已知位置的硫酸基团;③ 解析了其中3种3S-Gal硫酸酯酶的晶体结构,揭示了其底物特异性的结构基础;④ 对多形拟杆菌的硫酸酯酶进行逐个和组合式敲除,发现其中一种酶(BT1636^3S-Gal)是利用硫酸化的黏蛋白O-聚糖所必需的,在该菌的肠道定植中起重要作用。
【主编推荐语】一些肠道细菌能定植于肠道黏液层中,利用黏液层的主要成分黏蛋白作为自身养料。黏蛋白是一种高度糖基化的蛋白质,带有大量的O-糖链。在远端结肠中,黏蛋白O-聚糖的末端常被硫酸化。细菌在降解结肠黏蛋白的过程中,需要通过特定的硫酸酯酶移除O-聚糖上的硫酸基团。但关于作用于结肠黏蛋白的细菌硫酸酯酶及其作用机制,还有很多未知。Nature近期发表的一项研究鉴定出多形拟杆菌(一种常见的人肠道共生菌)表达的一种硫酸酯酶,是其降解硫酸化的结肠黏蛋白O-聚糖所必需的。这些发现为阐释肠道细菌如何降解结肠黏蛋白,以及与此有关的细菌定植和疾病(如IBD)机理,提供了新见解。阻断这一酶途径或是抑制促IBD细菌破坏肠道黏液层屏障的潜在干预策略。(@mildbreeze)
A single sulfatase is required to access colonic mucin by a gut bacterium
2021-10-06, doi:10.1038/s41586-021-03967-5

Nature:人肠道细胞的时空图谱

Nature [IF:49.962]
① 分析胎儿、儿童和成人的多个肠段和肠系膜淋巴结的42.8万个细胞,绘制健康人肠道细胞谱;② BEST4肠细胞在不同肠段有不同的基因表达特征, 行使不同的功能;③ 簇细胞表达IgG受体基因FCGR2A,或有免疫感应功能;④ 描述了肠神经系统发育中的不同神经细胞群,揭示了先天性巨结肠(一种肠神经发育疾病)相关基因在不同细胞中的表达情况;⑤ 鉴定出在早期发育中驱动次级淋巴组织形成的关键细胞群,这一发育程序可能在克罗恩病中重现并促进炎症。
【主编推荐语】肠道是一个由非常多样的细胞组成的复杂器官,其中的不同细胞在人一生中呈现动态变化。为了全面地绘制人肠道细胞谱系,Nature近期发表研究,通过单细胞RNA测序和抗原受体分析,对来自人一生(胎儿、儿童、成年)多个肠道部位的约42.8万个细胞进行分析,涉及肠上皮、肠神经和免疫细胞,揭示了不同肠道细胞类型之间在时间和空间上的复杂互作。该数据集可通过https://gutcellatlas.org进行访问,是研究肠道发育、生理和疾病的重要资源。(@mildbreeze)
Cells of the human intestinal tract mapped across space and time
2021-09-08, doi:10.1038/s41586-021-03852-1

Nature子刊:高脂高糖饮食如何改变肠干细胞以促代谢疾病和肿瘤?

Nature Metabolism [IF:13.511]
① 用促肥胖的高脂高糖饮食(HFHSD)饲喂小鼠,导致小肠黏膜形态改变;② 这伴随着肠干细胞(ISC)和组细胞增殖的上调,ISC分化和细胞更新加速,ISC和肠上皮细胞的区域性特征改变;③ HFHSD影响了肠内分泌细胞(EEC)谱系,使Ngn3+祖细胞和肽能EEC增多、5-羟色胺能EEC减少;④ HFHSD上调了肠隐窝的脂肪酸合成、Ppar信号和Insr-Igf1r-Akt通路,与肠黏膜的改变相关;⑤ 因此,饮食可通过引起ISC功能障碍和肠道适应不良,促进肥胖、糖尿病和肠癌。
【主编推荐语】肠道的过量营养摄取和激素分泌改变,会破坏机体的能量平衡,从而促进肥胖、2型糖尿病和结直肠癌,这种功能失调可体现在肠干细胞(ISC)层面上。然而,目前尚不清楚促肥胖的饮食如何影响ISC的特征和命运。Nature Metabolism近期发表的一项研究,结合单细胞测序、细胞谱系示踪和代谢组学方法等,揭示了促肥胖饮食对小鼠小肠上皮细胞(特别是肠干细胞)组成、细胞特征和功能(如营养吸收和内分泌)的影响,并揭示了相关的信号通路变化,为促肥胖饮食如何促进代谢综合征和消化道肿瘤提供了新见解。(@mildbreeze)
Diet-induced alteration of intestinal stem cell function underlies obesity and prediabetes in mice
2021-09-22, doi:10.1038/s42255-021-00458-9

Cell子刊:确保结肠特性的关键“开关”

Cell Stem Cell [IF:24.633]
① SATB2是大肠上皮特异性富集的染色质因子;② 在成年小鼠肠黏膜或肠干细胞中敲除Satb2,导致结肠上皮的形态、细胞组成、基因表达和功能都变得类似回肠,说明SATB2能维持肠干细胞和分化细胞的结肠特性;③ 而异位表达Satb2,会使小鼠回肠获得结肠特征;④ 人类结肠类器官在丧失SATB2后也具有回肠特征;⑤ 机制上,SATB2调节结肠特异性增强子的活性,维持肠道转录因子CDX2和HNF4A与结肠特异性增强子结合,从而维持结肠组织特征。
【主编推荐语】不同肠段有不同的形态、结构和功能特征,这反映了不同肠段的干细胞群的组织特异性。在肠上皮细胞不断更新的过程中,这种组织特征是如何保持的?Cell Stem Cell近期发表的美国康奈尔医学院周乔团队的研究,为这一问题提供了解答。该研究揭示了成体肠道细胞的惊人的可塑性,鉴定出为肠干细胞和分化肠细胞赋予结肠特征的关键染色质因子SATB2,并阐释了SATB2调控回肠-结肠转化的分子机制。(@mildbreeze)
SATB2 preserves colon stem cell identity and mediates ileum-colon conversion via enhancer remodeling
2021-09-27, doi:10.1016/j.stem.2021.09.004
延伸阅读: 【BioArt】

南京中医药大学:揭示忍冬苷缓解溃疡性结肠炎的作用机制

Acta Pharmaceutica Sinica B [IF:11.413]
① 忍冬苷是历史悠久的抗炎抗感染草本金银花中最丰富的成分之一,其可缓解DSS诱导结肠炎;② 结肠巨噬细胞中,忍冬苷通过直接结合EZH2(组蛋白甲基转移酶,介导H3K27me3修饰)促进ATG5的表达,导致自噬增加,加速NLRP3的降解,发挥治疗效果;③ 动态模拟实验显示突变EZH2的His129和Arg685位点显著降低忍冬苷的保护效果;④ 体内研究证实,忍冬苷剂量依赖性破坏NLRP3-ASC-pro-caspase-1复合物的组装,减轻结肠炎,而过表达EZH2则逆转这一现象。
【主编推荐语】结肠巨噬细胞中NLRP3炎性体的异常激活与溃疡性结肠炎的发生和进展密切相关。尽管靶向NLRP3炎症小体被认为是一种潜在的治疗方法,但肠道炎症调节途径的潜在机制仍需进一步探索。南京中医药大学的张毅楠和胡立宏团队合作在Acta Pharmaceutica Sinica B发表文章,通过研究忍冬苷缓解DSS诱导结肠炎的机制,发现忍冬苷通过靶向EZH2调控ATG5/NLRP3轴,发挥抗炎表观调节功能。同时提示,EZH2/ATG5/NLRP3轴或是溃疡性结肠炎和其他炎症疾病的治疗靶点。(@爱的抉择)
Lonicerin targets EZH2 to alleviate ulcerative colitis by autophagy-mediated NLRP3 inflammasome inactivation
2021-03-09, doi:10.1016/j.apsb.2021.03.011
今日Science/Cell齐聚焦:肠道菌群与癌症
本期话题:菌群与癌症,免疫治疗,菌群代谢物,衰老与长寿,大肠杆菌小分子,代谢疾病,高脂饮食,生信
2021-10-08
今日Nature:工程益生菌“变废为宝”,或能强化抗癌!
本期话题:工程菌,肿瘤免疫治疗,丁酸,胶囊内镜,肠上皮发育,肠炎,T细胞,生信
2021-10-07
刘好雨等Microbiome:罗伊氏黏液乳杆菌如何"益免疫"
本期话题:罗伊氏黏液乳杆菌,B细胞,丙酸,益生元,工程益生菌,肝,Akk菌,骨骼肌
2021-10-06
NEJM:溃疡性结肠炎新药临床传喜讯
本期话题:IBD治疗,ozanimod,利福昔明,肝性脑病,肠神经胶质细胞,NEC,菌群-免疫互作,疫苗,cGMP,新冠肺炎,直肠真杆菌,白塞病
2021-10-05
Cell子刊25页长综述详解:微生物组与癌症(附一图读懂)
本期话题:微生物组,粪肠球菌,卟啉单胞菌,大肠癌筛查,5-羟色胺,PKCλ/i,胆汁酸,癌症恶病质,单细胞测序,TRAIL
2021-10-04
中年人为何要加强膳食纤维?或是力量来源
本期话题:膳食纤维,骨骼肌,睡眠,糖尿病,益生菌,饮酒,Hp根除治疗,甜味剂,维生素K1,肺癌,坚果
2021-10-03
重磅综述:限食益于健康再添新证
本期话题:限时进食、药物-营养互作、鞘磷脂、鱼油、PUFA、膳食淀粉
2021-10-02
9月,最值得看的30篇肠道健康文献!
2021年9月,根据“热心肠因子”计算的30篇必读文献。
2021-10-01
今日Nature:隔日"过午不食"为何能更长寿?
本期话题:限时进食,高血压,香辛料,认知衰退,老年衰弱,糖尿病,生信
2021-09-30
两位中国院士分别突破,动物菌群研究登上Microbiome
本期话题:土壤动物,大熊猫,类黄酮,鱼,鸟类,猪,牛,遗传-菌群互作,工程菌,TMAO,NO
2021-09-29