张雪松等:早期抗生素暴露增加1型糖尿病风险,移植母体菌群或能逆转

Cell Host and Microbe [IF:21.023]
① 移植母体盲肠菌群(CMT)能抑制由生命早期抗生素暴露引起的NOD小鼠1型糖尿病(T1D)进展加速;② CMT可恢复被抗生素扰乱的肠道菌群,包括多样性、特定细菌含量(如有潜在T1D保护作用的S24-7菌科等)和代谢通路;③ 这伴随着代谢物以及回肠基因表达模式(及其上游的基因剪接、组蛋白修饰和miRNA表达)的恢复,促进了回肠CD44、TLR2和Reg3γ等先天免疫效应因子的正常化;④ CMT恢复的肠道菌群或通过减少免疫活化来抑制T1D,Reg3γ有核心作用。
【主编推荐语】NOD小鼠生命早期的抗生素暴露会扰动肠道菌群、增强1型糖尿病(T1D)的发生发展(查看文章)。美国罗格斯大学张雪松、Martin Blaser与研究团队在Cell Host and Microbe发表的一项最新研究,通过小鼠实验、细胞实验以及多组学和网络分析表明,抗生素扰动后通过移植分娩时的母体盲肠菌群进行早期干预,可抑制抗生素诱发的小鼠T1D加剧,伴随菌群和代谢物、回肠基因表达和基因调控以及先天和适应性免疫效应因子的恢复。该研究揭示了肠道菌群在调控T1D中的可能机制,为进一步挖掘T1D的预防干预靶点提供了新线索。(@mildbreeze)
Maternal cecal microbiota transfer rescues early-life antibiotic-induced enhancement of type 1 diabetes in mice
2021-07-20, doi:10.1016/j.chom.2021.06.014

Nature子刊:小心!过量的膳食抗氧化剂或许加速衰老

Nature Communications [IF:14.919]
① 给年轻或衰老的果蝇长期补充谷胱甘肽或及其前体N-乙酰半胱氨酸(NAC),扰乱基因的表达,抑制抗衰老基因表达,抑制SKN-1介导的基因转录,加速衰老;② 限制饮食中硫醇的摄入,包括肠道菌群来源的硫醇代谢物,可延长寿命;③ 药物性限制GSH可激活未折叠蛋白反应,增强线虫和人体细胞对蛋白毒性应激的抵抗能力。④ 对健康个体而言,应该避免补充过量的膳食抗氧化剂,而依赖于内源性GSH生物合成,来调控细胞氧化还原状态,促进ROS信号的稳态。
【主编推荐语】谷胱甘肽(GSH)是最丰富的细胞内抗氧化剂。活性氧(ROS)能促进衰老和与年龄相关的疾病,而抗氧化剂能中和ROS,因此GSH及其前体N-乙酰半胱氨酸(NAC)是最受欢迎的膳食补充剂之一。Nature Communications近期发表的文章,发现长期补充GSH和NAC可加剧衰老,缩短果蝇寿命。这提示我们,对于健康个体,应该避免补充过量的膳食抗氧化剂,应该依赖于内源性GSH生物合成,来调控细胞氧化还原状态,促进ROS信号的稳态。(@爱的抉择)
Dietary thiols accelerate aging of C. elegans
2021-07-15, doi:10.1038/s41467-021-24634-3

Science 子刊:表达抗原的工程细菌可以引起机体特异性免疫反应

Science Translational Medicine [IF:17.956]
① 构建在细菌表面表达脑膜炎球菌NadA的鼻咽部共生工程菌乳糖奈瑟菌(GM-Nlac ),与野生型菌株致病力相当,且能安全定殖在人上呼吸道;② 接受GM-Nlac干预的受试者能产生NadA特异性的IgG和IgA分泌浆细胞,及NadA特异性IgG记忆B细胞;③ Nlac定殖≥90天受试者的外周血中,存在NadA特异性的IgG记忆B细胞;④ 干预期间出现了针对NadA的血清转化,并产生针对表达NadA的脑膜炎球菌的血清杀菌抗体活性;⑤ 为期90天受试期间未发生工程菌的扩散传播。
【主编推荐语】人的鼻咽部含有稳定的共生和潜在致病菌,可引起保护性的一级和二级免疫反应。研究表明鼻内感染共生乳糖奈瑟菌能产生安全且持续的咽部定植。因此,乳糖奈瑟菌或可作为一个载体,持续释放抗原到人体黏膜。Science Translational Medicine近期发表的文章,在乳糖奈瑟菌表面异源表达脑膜炎球菌抗原粘附素A (NadA),并对其进行临床前质量和安全性评估,以确定工程共生菌是否可以引起有益的免疫应答。结果表明,表达NadA的工程细菌乳糖奈瑟菌,可引起人体产生有益的免疫应答。(@nana)
A recombinant commensal bacteria elicits heterologous antigen-specific immune responses during pharyngeal carriage
2021-07-07, doi:10.1126/scitranslmed.abe8573

宁康等:用工程菌“一石二鸟”改善乳糖不耐受

BMC Biology [IF:7.431]
① 通过基因工程方法在质粒pETDuet1-1中构建具有两种功能状态的三稳定开关基因回路;② 该基因回路能分别响应肠道的乳糖和pH信号,在表达β-半乳糖苷酶和L-乳酸脱氢酶之间进行功能切换,从而促进乳糖消化和稳定肠道pH(将菌群发酵乳糖产生的乳酸消耗掉),以改善乳糖不耐受;③ 将该基因回路转化到大肠杆菌BL21中,获得工程菌株BL21: pETDuet1-1,于体外和体内验证了基因回路的功能有效性,并能在小鼠中恢复受过量乳糖摄入影响的肠道菌群。
【主编推荐语】乳糖不耐受是常见的消化道问题,以往研究主要集中在加强肠道的β-半乳糖苷酶(β-GAL)的活性以促进乳糖消化,而忽略了肠道菌群发酵乳糖产生乳酸所导致的结肠pH值下降,以及由此引起的肠道β-GAL活性降低。华中科技大学宁康、Yi Zhan和闫云君与团队近期在BMC Biology发表文章,报道了一种用于构建工程菌株的基因回路,能根据肠道内的乳糖和pH信号在“促进乳糖消化”和“消耗乳酸以稳定肠道pH值”两种功能间进行切换,从而有效改善由过量乳糖摄入引起的肠道问题,为干预乳糖不耐受提供了新策略。(@mildbreeze)
An engineered genetic circuit for lactose intolerance alleviation
2021-07-05, doi:10.1186/s12915-021-01070-9

徐健、苏晓泉等:用大数据引擎绘制全球菌群转化网络

mSystems [IF:6.496]
① 作者提出了一个菌群转换模型和一个基于网络的分析框架来描述和模拟全球微生物β多样性在多个生境中的变化和扩散;② 作者通过分析具有177,022个样本的转化网络,发现菌群在全球范围内具有内在的同源性,还发现菌群转化具有高度的稳定性和稳健性;③ 从该网络推导出菌群扩散的全局路线图能够跟踪菌群多样性形成和传播的潜在路径;④ 这种基于搜索的菌群网络为追踪全球范围内现有或新菌群的起源和进化提供了一个容易扩展的参考。
【主编推荐语】在自然界的各种生态系统中,微生物以群落(即“菌群”)的形式广泛存在并相互作用,从而深刻地塑造着地球生物圈的功能。然而,菌群多样性的形成和演变过程一直悬而未决。该研究提出了一种基于大数据搜索的理论模型,从多个尺度探索不同生态系统之间微生物组的内在关联与演化规律。基于该理论模型,研究人员运用前期开发的菌群搜索引擎 (MSE; http://mse.ac.cn)和超过17万例样本,计算和绘制了首个全球性的“菌群相互转化网络”,从而刻画出不同生态系统中菌群最可能的演化途径,对于重构历史上曾经存在过的菌群,或设计全新的菌群,具有重要的指导意义。(@刘永鑫-中科院-宏基因组)
A Scale-Free, Fully Connected Global Transition Network Underlies Known Microbiome Diversity
2021-07-13, doi:10.1128/mSystems.00394-21

高风险乳糜泻儿童发病过程中,菌群有哪些特征?

PNAS [IF:11.205]
① 对乳糜泻(CD)风险婴儿的肠道菌群进行横断面和纵向分析,发现CD发生时6种细菌和几种代谢物的丰度改变,而微生物种类或途径丰度没有变化;② CD发作之前,与自身免疫和炎症有关的微生物和代谢物增加,如Dialister invisus,副拟杆菌和毛螺菌科,色氨酸代谢,丝氨酸和苏氨酸;③ 具有抗炎作用的细菌(嗜热链球菌、柔嫩梭菌和梭状芽孢杆菌)在CD发病前减少:④ 卟啉单胞菌、高甘露糖型N-聚糖生物合成和丝氨酸或可作为CD特异性标志物。
【主编推荐语】研究表明,除了接触麸质和遗传因素外,肠道微生物也通过介导麸质/环境因素和宿主免疫系统之间的相互作用,参与乳糜泻(CD)的发生发展。PNAS发表的文章,对乳糜泻风险婴儿的肠道微生物群进行了前瞻性宏基因组分析,以追踪乳糜泻发生前肠道微生物群的变化。从乳糜泻发病前18个月开始,对10名患有乳糜泻的婴儿和10名未患乳糜泻的婴儿进行了肠道微生物群、功能通路和代谢物的横断面和纵向分析。结果表明,在CD发病前的不同时间点,表现出促炎相关的细菌丰度增加,保护性和抗炎细菌丰度减少的模式。这些微生物组的变化,加上代谢组的发现,可能代表了乳糜泻发展的潜在生物标志物。本研究结果或为以肠道菌群为靶点预防和治疗CD提供理论支持。(@nana)
Microbiome signatures of progression toward celiac disease onset in at-risk children in a longitudinal prospective cohort study
2021-07-12, doi:10.1073/pnas.2020322118
今日53分顶刊:基于24.4万菌群抗原的人体"抗体指纹"
本期话题:菌群-免疫互作,肠-脑轴,阿尔茨海默病,自身免疫疾病,结肠憩室病,IBD,肥胖,骨折,关节炎
2021-07-20
削弱肿瘤免疫治疗!GUT揭幽门螺杆菌"新"罪孽
本期话题:肿瘤免疫治疗,幽门螺杆菌,肿瘤疫苗,饮食,肝癌,肾癌,胆固醇,肠干细胞,SAA,人工智能
2021-07-19
如何吃出骨骼健康?32分Lancet子刊发出权威综述
本期话题:骨骼健康,早餐,减肥,动脉粥样硬化,PUFA,直肠癌,生酮饮食,神经病变,肠脑轴,开菲尔
2021-07-18
"益生"的褪黑素:抑制大肠杆菌及脂多糖,改善脂代谢
本期话题:褪黑素,HIF,噬菌体疗法,植物乳杆菌,运动营养,进食调控,食用油,IBS,咖啡
2021-07-17
27分Cell子刊:干酪乳杆菌Zhang缓解肾病
本期话题:肠肾轴,膳食蛋白质,饮酒,超加工食品,口腔菌群,牙龈炎,脂肪肝,肠肝轴
2021-07-16
今日Nature三连发,肠道代谢/真菌/乙酸齐突破!
本期话题:肠道菌群代谢物,黏膜免疫,真菌,乙酸,脂肪-肠轴,GLP-1,膳食多糖,益生菌
2021-07-15
3文聚焦"肠脑轴":菌群代谢物的善与恶
本期话题:肠脑轴,多发性硬化,自闭症,神经发生,黏蛋白聚糖,肠肝轴,三七皂苷,细菌定植,FMT,Notch
2021-07-14
今日Cell:高纤维和发酵食品,靶向菌群调节免疫
本期话题:饮食干预,菌群-免疫互作,RA,SCFA,γδ T细胞,菊粉,结肠炎,ITK激酶,糖基化,神经炎症,端粒,B细胞
2021-07-13
53分Nature子刊:肠道菌群介导肿瘤免疫疗法毒性
本期话题:肿瘤免疫治疗,肿瘤新抗原疫苗,Braf突变,质子泵抑制剂,维生素D,结直肠癌,放疗损伤,黑色素瘤
2021-07-12
2综述聚焦:深挖帕金森与阿尔兹海默症的饮食因素
本期话题:饮食,帕金森病,阿尔茨海默病,认知功能,肠道芯片,心血管,鱼肝油,大豆蛋白,食用昆虫
2021-07-11