吕梦泽等Nature:ILC3调控菌群特异性Treg建立肠道耐受

Nature [IF:69.504]
① 小鼠肠系膜淋巴结中RORγt+细胞主要为调节性T细胞(Tregs)和淋巴组织诱导样3型天然淋巴细胞(LTi-like ILC3s),均存在于滤泡间区;② LTi-like ILC3s和RORγt+胸腺外AIRE细胞表型不同;③ LTi-like ILC3s大量表达MHC-II;④ MHC-II+ILC3s对于促进菌群特异性RORγt+Tregs生成和抑制Th17扩增是必要的;⑤ LTi-like ILC3s通过介导抗原呈递、αV整合素表达和与IL-2竞争调控RORγt+Tregs生成;⑥ ILC3s与RORγt+Tregs之间的相互作用在IBD中发生改变。
【主编推荐语】RORγt+细胞在肠道中协调免疫、炎症和耐受。在IBD、免疫缺陷病毒感染和癌症等多种疾病中RORγt+免疫细胞的数量或功能均发生显著改变。但RORγt+免疫细胞的全谱细胞异质性、亚群之间功能相互作用的潜力以及在复杂肠道菌群的背景下建立免疫耐受所必需的途径仍然不清楚。Nature最新发表了来自美国康奈尔大学威尔康奈尔医学院Gregory Sonnenberg团队、吕梦泽博士作为共同一作的一项研究,表明LTi样ILC3细胞调控RORγt+Treg细胞和Th17细胞,以协调对菌群的免疫耐受,扩展了我们对RORγt+细胞调控肠道健康的理解。(@RZN)
ILC3s select microbiota-specific regulatory T cells to establish tolerance in the gut
2022-09-07, doi:10.1038/s41586-022-05141-x

Nature:生命早期建立肠道免疫耐受,一类新型抗原呈递细胞很关键

Nature [IF:69.504]
① 在肠系膜淋巴结中发现一类新型RORγt+抗原呈递细胞(APC),命名为Thetis细胞(TC),具有胸腺髓质上皮细胞(mTEC)和树突状细胞(DC)的转录特征;② 生命早期是TC发育并诱导外周调节性T细胞(pTreg)分化的关键期;③ TC可分4个亚群,其中I、III亚群表达mTEC标志性核因子Aire,而IV亚群不表达Aire,但富集诱导pTreg所需分子,如激活TGF-β的整合素αvβ8;④ 肠道pTreg的分化依赖于TC中的MHCII抗原呈递和Itgb8介导的TGF-β活化,而不依赖于RORγt+ ILC3和经典DC的MHCII抗原呈递,提示TC IV亚群是建立生命早期肠道免疫耐受的关键RORγ+ APC。
【主编推荐语】胸腺髓质上皮细胞(mTEC)表达自身免疫调节因子(Aire),是建立对自身抗原免疫耐受的关键。除了胸腺,肠道淋巴组织是另一个诱导免疫耐受的主要部位,通过诱导外周调节性T细胞(pTreg),在生命早期建立对菌群和食物抗原的耐受。然而,哪些抗原呈递细胞(APC)介导了生命初期的pTreg分化,尚不清楚。Nature最新发表了来自美国纪念斯隆凯特琳癌症中心Chrysothemis Brown和Alexander Rudensky团队的研究,发现并详细分析了肠道淋巴结中的一类表达RORγt的新型抗原呈递细胞——Thetis细胞(TC),揭示了其在生命早期肠道pTreg诱导和对共生菌群的免疫耐受建立中的关键作用。(@mildbreeze)
Novel antigen presenting cell imparts Treg-dependent tolerance to gut microbiota
2022-09-07, doi:10.1038/s41586-022-05309-5
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Nature:降解胰蛋白酶的肠菌,为肠道健康保驾护航

Nature [IF:69.504]
① 肠道菌群可降低大肠腔内的胰蛋白酶水平,Paraprevotella菌株(如P. clara)是能有效降解胰蛋白酶的肠菌;② 这些菌株通过T9SS分泌出能结合多糖的外膜蛋白00502和00509,将胰蛋白酶招募并富集于细菌表面,从而促进其自溶和降解;③ 小鼠中,定植P. clara能保护肠道IgA免于被胰蛋白酶降解,增强口服疫苗对肠道致病菌的有效性,并抑制小鼠冠状病毒MHV-2(依赖于胰蛋白酶及类似物TMPRSS2进入宿主细胞)的肠道感染;④ 新冠感染者中,肠道菌群携带00502同源基因与腹泻严重程度降低相关。
【主编推荐语】肠道是一个“大熔炉”,不仅暴露于各种饮食和微生物分子,还要容纳宿主产生的消化酶(如胰蛋白酶)。这些酶在小肠的营养物质消化中发挥关键作用,但在大肠中却是不受欢迎的,其水平和活性的异常升高可能破坏肠黏膜屏障,促进肠道疾病。Nature最新发表了日本理化学研究所(RIKEN)Kenya Honda和Koji Atarashi团队与美国哈佛医学院麻省总医院Ramnik Xavier团队的合作研究,鉴定出能降解胰蛋白酶的肠道细菌,揭示了其背后的分子机制,以及对宿主肠道免疫(如抗感染)的重要作用。(@mildbreeze)
Identification of trypsin-degrading commensals in the large intestine
2022-09-07, doi:10.1038/s41586-022-05181-3

Science:肠菌与人类的共同演化

Science [IF:63.714]
① 纳入欧洲、亚洲和非洲的1225人,分析配对的人基因组和肠道菌群,评估人类与59种肠菌间的共同演化(共多样化);② 36种肠菌的菌株演化平行于人类的系统发生,厚壁菌门物种与人之间的共多样化较强,而拟杆菌门物种较弱;③ 在国家之间和国家内部人群(包括儿童)中都存在肠菌的共多样化现象,并能反映人类离开非洲的迁移模式;④ 共多样化程度高的肠菌物种演化出对宿主依赖的特征,包括细菌基因组减少以及对氧气和温度的敏感性。
【主编推荐语】肠道菌群中,很多微生物物种都伴随人类发生长期的共同演化(共多样化),Science最新发表来自德国马克斯·普朗克生物研究所Ruth E. Ley团队的研究,大规模评估了人与59种人肠道菌(细菌、古菌)的菌株的共多样化情况,鉴定出与人类共同演化的几十个菌种,以及这些与宿主共演化的肠菌之间的共性特征。这些发现对于深入理解人类与微生物的共生关系和共同演化有重要价值,也提示在研究肠道菌群介导的疾病表型中,要特别关注人群特异性菌株的潜在作用。(@mildbreeze)
Codiversification of gut microbiota with humans
2022-09-15, doi:10.1126/science.abm7759

Cell:复杂且明确的合成人类肠道菌群模型

Cell [IF:66.85]
① 在体外构建一个组成明确、复杂、稳定且可重复的合成菌群hCom1,包含人肠道菌群中常见的104种细菌,并对hCom1中的菌株-氨基酸互作及其对群落组成的影响进行了系统性分析;② 给定植hCom1的小鼠再次定植人粪便菌群(粪便挑战)以填补hCom1中未被占据的生态位,最终获得含119种肠菌的群落hCom2;③ 定植hCom2的小鼠在粪便挑战时有更强的群落稳定性,对致病性大肠杆菌的定植抵抗也更强;④ 定植hCom2或人类粪便菌群的小鼠具有相似的表型(细菌密度、免疫细胞谱、菌群代谢物),表明hCom2或能作为模型系统用于肠道菌群研究。
【主编推荐语】在小鼠中建立人类肠道微生物组模型有助于探究宿主-微生物相互作用。然而,目前的模型群落仍有较大缺陷:或是种类组成明确但结构相对简单,或是结构相对复杂但种类组成不明确,这极大的限制了人肠道微生物群模型的应用。Cell最新发表了斯坦福大学Michael Fischbach和Kerwyn Huang团队的研究论文,成功构建了一个人肠道微生物来源的、物种组成明确、结构复杂的群落hCom2。hCom2能反应人肠道微生物组的大部分生物学特性,并且该群落组成稳定,对病原体定植有很强的抵抗力,该模型或有助于对影响宿主健康的基因、微生物种类进行机制研究。未来需进一步完善该群落,包括增加细菌菌株以占据空的生态位,以及古细菌、真菌和病毒等肠道中的其它重要物种。(@NL)
Design, construction, and in vivo augmentation of a complex gut microbiome
2022-09-06, doi:10.1016/j.cell.2022.08.003

Cell:大规模家庭内配对研究,助力揭示多发性硬化与肠道菌群的关系

Cell [IF:66.85]
① 一项多中心研究,纳入576对(1152人)多发性硬化(MS)患者及其同住的无亲缘关系的健康对照,分析肠道菌群;② MS患者中,嗜黏蛋白阿克曼菌等16个物种显著增多,普氏粪杆菌等7个物种显著减少;③ 植酸盐降解途径在未治疗的MS患者中富集,而产丙酮酸的碳水化合物代谢途径减少;④ 疾病修正治疗影响患者菌群的组成和功能及代谢物,且因疗法而异,干扰素-β的疗效可能部分与SCFA转运体上调有关;⑤ 未治疗的MS患者与健康对照有不同的微生物网络。
【主编推荐语】多发性硬化(MS)是一种中枢神经系统的自身免疫疾病,以脱髓鞘、轴突损伤和进行性神经残疾为特征。MS的病因尚不明确,与遗传和环境因素都有关。近年研究显示,肠道菌群也与MS相关,且可能参与MS的发生发展。然而这些研究大多样本量相对较小,且对混杂因素的评估也可能不够充分。为了克服这些挑战,国际多发性硬化微生物组研究(iMSMS)团队,开展了一项大型多中心研究,纳入了576对MS患者及其无遗传关联的家庭健康对照的配对,揭示了MS患者肠道菌群的组成变化、微生物间互作,以及治疗和饮食对菌群的影响,为探索肠道菌群与MS的关系和在疾病发生发展中的作用机制,提供了大量数据和新线索。相关成果已于Cell发表,值得专业人士关注。(@mildbreeze)
Gut microbiome of multiple sclerosis patients and paired household healthy controls reveal associations with disease risk and course
2022-09-15, doi:10.1016/j.cell.2022.08.021

Cell:肠菌喜欢吃什么?

Cell [IF:66.85]
① 结合同位素示踪、代谢组学和蛋白质组学方法,对小鼠肠菌的营养偏好进行体内定量分析;② 菌群的营养主要来自宿主难以消化吸收的膳食纤维(生成SCFA等)和膳食蛋白质(生成支链脂肪酸和芳香族代谢物等),宿主分泌蛋白(如粘蛋白)以及宿主血液中的乳酸、3-羟基丁酸和尿素,菌群可利用纤维和尿素合成氨基酸;③ 通过测量菌属特异性多肽揭示出不同肠菌的营养偏好差异,例如厚壁菌门成员偏好膳食纤维和膳食蛋白质,拟杆菌门成员偏好膳食纤维和宿主分泌蛋白,Akk菌属偏好宿主乳酸;④ 饮食变化对肠道菌群组成的影响可反映肠菌的营养偏好。
【主编推荐语】正如不同的人喜好不同的口味,肠道细菌对营养物质的偏好也各有脾性。Cell最新发表的一项研究,通过基于同位素示踪的方法,对小鼠肠道菌群以及菌群中不同成员(细化到菌属水平)的营养偏好,开展了大规模的体内定量分析,并结合小鼠饮食干预实验进行了检验。该研究系统性地回答了“哪类营养喂养了肠道菌群,产生了哪些菌群代谢物”以及“哪些肠菌偏好哪些营养物质”等重要问题,为进一步理解饮食-菌群-宿主的相互作用,提供了新的方法和资源。(@mildbreeze)
Gut bacterial nutrient preferences quantified in vivo
2022-09-01, doi:10.1016/j.cell.2022.07.020

Cell:特定抗生素让拟杆菌破坏黏液层,促移植物抗宿主病

Cell [IF:66.85]
① 异体造血干细胞移植(allo-HSCT)小鼠模型中,使用美罗培南(碳青霉烯类药物)导致结肠的移植物抗宿主病(GVHD)加重,死亡率升高;② 这是由于美罗培南治疗减少了梭菌科,促进多形拟杆菌(BT)在肠道黏液层定植和扩张,BT的黏液降解基因表达上调,从而导致黏液层变薄,增加细菌移位,恶化GVHD炎症反应;③ 该现象伴随肠腔内木糖水平降低,口服补充木糖可防止经美罗培南治疗的小鼠的结肠粘液层变薄,改善其GVHD生存率。
【主编推荐语】异体造血干细胞移植(allo-HSCT)后发生的移植物抗宿主病(GVHD)与肠道菌群存在密切关系,广谱抗生素如碳青霉烯类药物会增加肠道GVHD的风险,但其机制尚不清晰。Cell最新发表了德州大学安德森癌症中心Robert Jenq团队的研究,在allo-HSCT小鼠模型中发现,allo-HSCT患者常用的美罗培南(碳青霉烯类药物)能改变肠道菌群组成,引起肠道环境变化(如木糖减少),这使得菌群中的多形拟杆菌转向降解黏液层、破坏肠屏障,从而加剧GVHD。这些发现表明,特定的营养补充(如木糖)或能用于改善抗生素相关GVHD。(@mildbreeze)
Mucus-degrading Bacteroides link carbapenems to aggravated graft-versus-host disease
2022-09-29, doi:10.1016/j.cell.2022.09.007

Cell:全方位分析癌症真菌组

Cell [IF:66.85]
① 分析4个队列、35种癌症的17401个患者组织和血液样本的真菌组;② 对于所有癌症类型,都在部分肿瘤组织中检测到低丰度的真菌信号,不同癌症有不同的真菌载量和癌症类型特异性的真菌组成,真菌大多位于癌细胞或巨噬细胞内;③ 瘤内的真菌多样性和丰度低于细菌,但二者间正相关,提示它们在肿瘤微环境中不是竞争关系;④ 基于瘤内的真菌-细菌-免疫细胞共现关系鉴定出3个真菌型,与不同的免疫反应有关;⑤ 特定的瘤内真菌与患者临床特征和预后(如免疫治疗应答、生存期)相关,血浆真菌组可用于癌症早期检测,与细菌组联用可提高诊断性能。
【主编推荐语】肿瘤内不是无菌环境,近年研究显示(查看文章)肿瘤内存在细菌群落,与肿瘤的类型和预后存在关联,但肿瘤内是否存在真菌,尚缺乏系统性研究。Cell最新背靠背发表了两项重磅研究(另一项研究见此(查看文章)),详细分析了肿瘤中存在的真菌群落。第一篇是以色列魏茨曼科学研究学院Ravid Straussman团队与加州大学圣地亚哥分校Rob Knight团队的合作研究,对4个独立队列、35种癌症的癌组织、癌旁组织和血液样本的真菌组进行了综合分析,揭示了肿瘤真菌的组成和分布、与肿瘤细菌和免疫应答的关系,以及作为标志物用于癌症诊断和预后的潜力。(@mildbreeze)
Pan-cancer analyses reveal cancer-type-specific fungal ecologies and bacteriome interactions
2022-09-29, doi:10.1016/j.cell.2022.09.005

Nature子刊:受体而非供体决定粪菌移植后的菌群混居共存?

Nature Medicine [IF:87.241]
① 分析316个FMT临床和宏基因组学数据,组装获得47548个MAG(归属1089个物种),发现受体而非供体可能决定移植后菌群“混居”状态;② 供体菌株定殖和受体菌株恢复大多独立于临床结果,使用LASSO回归模型可准确预测;③ 菌群结构和多样性,供体-受体菌群互补性影响FMT的复原力、共存和定植;④ FMT临床成功与供体菌株的定植、受体菌种置换或疾病适应症的特定功能恢复无关;⑤ 将生态学框架应用到该结果中,可为开发更有效的微生物组疗法提供指导。
【主编推荐语】粪菌移植(FMT)已成为治疗胃肠道相关疾病一种较常见的干预手段,通过转移健康供体的肠道菌群和肠腔内容物,重建受体的肠道菌群生态,达到治疗目的。有观点提出 “超级供体”假说,认为好的供体如同“万能药”,但真的是这样吗?近日欧洲分子生物学实验室Peer Bork在Nature Medicine发表最新研究,通过分析316个FMT临床和宏基因组学数据,发现可能是受体而非供体决定粪菌移植后菌群“混居”状态。深入研究后没有找到强有力证据表明任何菌株天生比其他菌株更具侵略性/复原力。相反,菌群结构和多样性,供体-受体菌群互补性决定了粪菌移植的复原力、共存和定植。该研究的发现一定程度打破了“超级供体”假说,未来还需要更深入探究肠道中真菌、噬菌体等其他微生物在FMT扮演的角色,以便提供更权威的证据。(@九卿臣)
Drivers and determinants of strain dynamics following fecal microbiota transplantation
2022-09-15, doi:10.1038/s41591-022-01913-0

Nature子刊:揭示影响菌株植入的潜在因素,优化粪菌移植供受体匹配

Nature Medicine [IF:87.241]
① 纳入24项研究、8种疾病的226组FMT粪便宏基因组数据(供体菌群、FMT前和后的受体菌群);② 总体上,供体菌株植入率较高与治疗成功可能性较大相关;③ 结合多种移植途径(口服胶囊+结肠镜)、受体FMT前接受抗生素治疗和患有传染性疾病,与菌株植入率增高相关;④ 菌株植入率还与其种类和表型有关,总体上拟杆菌门和放线菌门物种的植入率高于厚壁菌门;⑤ 建立机器学习模型,可预测FMT后的受体菌群组成,并选择最可能定向塑造受体菌群的供体。
【主编推荐语】粪菌移植(FMT)在治疗菌群相关疾病方面具有潜力,但目前人们对FMT后微生物植入(engraftment)的规律尚缺乏全面的理解,这是限制FMT应用的一大障碍。Nature Medicine近期发表的这项研究,通过对24项研究的供受体菌群数据进行荟萃分析,分析了供体菌株植入率与疗效的关系,揭示了可能影响菌株植入率的潜在临床和微生物因素,并建立可预测FMT后菌株植入情况的机器学习模型,或能用于优化FMT的供受体匹配。(@mildbreeze)
Variability of strain engraftment and predictability of microbiome composition after fecal microbiota transplantation across different diseases
2022-09-15, doi:10.1038/s41591-022-01964-3

Lancet子刊:粪菌移植可安全有效地用于首次或第二次艰难梭菌感染治疗

Lancet Gastroenterology & Hepatology [IF:45.042]
① 招募42名经万古霉素治疗的首次或第二次艰难梭菌感染患者,随机均分为两组,第1天和第3-7天接受胶囊粪菌移植(FMT)或安慰剂,随访8周或直至复发;② 第8周,FMT组患者的艰难梭茵相关性腹泻缓解率显著高于安慰剂组(90% vs. 33%),FMT组艰难梭菌复发的绝对风险较安慰剂组下降57%;③ 20名(95%)FMT组和21名(100%)安慰剂组患者共报告204起不良事件,其中腹泻和腹痛最为常见;④ 共报告3起严重不良事件,随访期间无死亡和结肠切除。
【主编推荐语】粪菌移植(FMT)可有效改善多次复发的艰难梭菌感染,但其是否能用在疾病的早期阶段,即作为首次或第二次艰难梭菌感染的一线治疗方法,目前仍缺少临床证据。Lancet Gastroenterology & Hepatology近期发表了一项随机对照试验的研究结果,招募42名经万古霉素治疗的首次或第二次艰难梭菌感染患者,相对于安慰剂,FMT可以持续缓解患者的艰难梭茵相关性腹泻症状,且安全性较好。值得注意的是,由于FMT组相较于对照组疗效太好,出于伦理考虑而提前终止了试验,后续对照组患者也都接受了FMT治疗。(@芥末)
Faecal microbiota transplantation for first or second Clostridioides difficile infection (EarlyFMT): a randomised, double-blind, placebo-controlled trial
2022-09-21, doi:10.1016/S2468-1253(22)00276-X

BMJ:超加工食品或增加男性的结直肠癌风险

British Medical Journal [IF:93.333]
① 纳入3个美国队列,包含46341名男性及159907名女性,24-28年随访期间,分别有1294名男性及1922名女性确诊结直肠癌;② 与超加工食品摄入量最低男性相比,超加工食品摄入量最高男性的结直肠癌风险显著增加29%;③ 超加工食品摄入量与女性结直肠癌风险无显著关联;④ 基于肉类/家禽/海鲜的即食产品及含糖饮料与男性结直肠癌风险增加相关,即食产品/加热混合菜与女性结直肠癌风险增加相关,酸奶及基于乳制品的甜食与女性结直肠癌风险呈负相关。
【主编推荐语】British Medical Journal上发表的一项前瞻性队列研究结果,对3个美国队列(包含超过20万名受试者)进行20多年的随访后发现,超加工食品摄入与男性(而非女性)结直肠癌风险增加相关,校正BMI及营养质量后仍显著,但仅在远端结肠癌中有显著关联。亚组分析结果显示,即食产品/加热混合菜的摄入与女性结直肠癌风险增加相关,而酸奶及乳制品甜食的摄入与女性结直肠癌风险降低相关;而基于肉类/家禽/海鲜的即食产品及含糖饮料的摄入与男性结直肠癌风险增加相关。(@aluba)
Association of ultra-processed food consumption with colorectal cancer risk among men and women: results from three prospective US cohort studies
2022-08-31, doi:10.1136/bmj-2021-068921

Nature子刊:肠道菌群、饮食与癌症免疫治疗结果的关联

Nature Medicine [IF:87.241]
① 纳入澳大利亚和荷兰接受新辅助+免疫治疗的103名黑色素瘤患者,分析基线的肠道菌群和饮食模式,并结合115名美国患者的数据做验证;② 与治疗应答和毒性相关的微生物标志物在不同地区间有差异;③ 但肠道菌群类型与治疗反应有关:以瘤胃球菌科主导(Ru)的菌群比以拟杆菌科(Ba)主导的菌群有更好的治疗结果;④ 纤维和ω-3脂肪酸摄入较少以及外周血C反应蛋白(CRP)水平较高,与较差的治疗反应相关;⑤ Ru菌群与纤维摄入较多和CRP较低相关。
【主编推荐语】肠道菌群可影响癌症患者对免疫检查点抑制剂(ICI)的反应,但饮食和地理因素是否影响两者的关系,尚未在前瞻性试验中得到充分研究。Nature Medicine近期发表文章,对来自不同国家的接受新辅助治疗联合ICI治疗的高风险可切除转移性黑色素瘤患者进行前瞻性分析,揭示了基线肠道菌群特征、饮食摄入和全身性炎症(以C反应蛋白为标志物)在塑造ICI应答和毒性(免疫相关不良事件)方面的新联系。(@章台柳)
Diet-driven microbial ecology underpins associations between cancer immunotherapy outcomes and the gut microbiome
2022-09-22, doi:10.1038/s41591-022-01965-2

Lancet子刊:生命早期肠道菌群与疫苗效力(综述)

Lancet Microbe [IF:86.208]
① 许多疫苗的效力在不同地区的婴儿间存在很大差异,这与肠道菌群组成差异有关;② 肠道菌群和免疫系统间的互作,以及遗传和环境的影响,可以解释个体间对疫苗免疫反应的差异;③ 双歧杆菌、拟杆菌及其代谢产物具有免疫调节特性,可影响早期免疫接种结果;④ 短链脂肪酸,胞外多糖和细菌细胞外囊泡等微生物产物可以调节宿主的免疫应答;⑤ 对健康婴儿肠菌中的关键菌株及其副产物的进一步了解和定性,可能催生新一代疫苗增强疗法。
【主编推荐语】疫苗是公共卫生领域伟大的成就之一,每年都能防止数百万儿童的疾病和死亡。然而,许多疫苗的效力在不同地区的婴儿间存在很大差异,这与肠道菌群组成差异有关。近日,Lancet Microbe发表最新综述,该综述评估了肠道菌群(尤其是双歧杆菌和拟杆菌)对生命早期免疫力的影响,以及它们的免疫刺激微生物特性、与宿主的互作、对婴儿的疫苗反应和效力的影响。并提出对健康婴儿微生物组中的关键菌株及其副产品和代谢物的进一步了解和定性,可能会产生新一代的安全、无针和经济的疫苗增强疗法。总之,该综述为更好了解婴幼儿肠道菌群和疫苗效力间的关系提供了新指导。(@九卿臣)
The early-life gut microbiome and vaccine efficacy
2022-09-08, doi:10.1016/S2666-5247(22)00185-9

Nature Reviews:铁在宿主-菌群交互中的作用,及其对糖代谢的影响(综述)

Nature Reviews Endocrinology [IF:47.564]
① 肠道菌群中的细菌功能影响宿主的铁吸收,而宿主的铁摄入、铁缺乏和铁过剩影响菌群的多样性、分类和功能,导致菌群毒性的变化;② 宿主和菌群的交互影响全身的铁含量、铁在不同组织中的储存及宿主的葡萄糖代谢;③ 宿主先天免疫系统以及调节铁的循环可溶性因子(铁调素、脂质运载蛋白2和乳铁蛋白)的改变与代谢疾病有关;④ 患有肥胖相关的代谢功能障碍和胰岛素抵抗患者表现出铁稳态失调以及肠道菌群紊乱。
【主编推荐语】微生物和宿主间通过铁发生多重相互作用,近日发表在Nature Reviews Endocrinology上的这篇综述,简要总结了人体对铁的感知和获取,并回顾了调节铁稳态的体液和细胞机制以及这些机制如何影响全身葡萄糖代谢;探讨了外源性铁如何影响肠道菌群的组成,以及肠道菌群如何调节铁稳态;讨论了宿主-微生物-铁代谢交互作用如何影响肠道和全身葡萄糖代谢、脂肪组织功能和肝脂肪变性的进展。总之,宿主-菌群交互获取葡萄糖和铁,有助于选择对人类生存至关重要的最有效途径和基因,具有一定的进化意义。(@圆圈儿)
The role of iron in host–microbiota crosstalk and its effects on systemic glucose metabolism
2022-08-19, doi:10.1038/s41574-022-00721-3

Nature Reviews:一文读懂人体胃肠道中产甲烷的古菌(综述)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:73.082]
① 古菌广泛存在于各种生态系统,其细胞壁结构和分子机制上与细菌存在差异(对抗生素有独特敏感性模式),目前仍缺乏古菌致病性的报道;② 人类胃肠道存在甲烷短杆菌属,Methanomassiliicoccales,甲烷球形菌属等重要古菌,其中多数有独特的代谢功能(如产甲烷);③ 古菌产生甲烷是多种疾病重要指标,包括肠道产甲烷菌过度生长,小肠细菌过度生长及结直肠癌;④ 古菌对人体生理学也有正面影响,如减少机体内TMA及气体压力,增加SCFAs。
【主编推荐语】古菌是一类非常特殊的微生物,广泛存在于各种生态系统中(多数生活在极端生态环境),古菌具有原核生物的某些特征,也有真核生物的特征。越来越多的证据表明人类疾病与微生物组具有千丝万缕的关联。古菌是人体微生物组中重要的组成部分(如厌氧产甲烷古菌及非产甲烷的噬盐古菌)。近日,奥地利格拉茨医科大学研究人员在Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology发表最新综述,系统的阐述了古菌的特点、产甲烷古菌在人体健康中扮演的角色。目前,古菌研究仍受限于以细菌为中心的方法论、参考基因组较少、与健康表型的关联有限等问题,未来仍需大量的研究去揭开古菌神秘的面纱,为“健康微生物组”增加新角色。(@九卿臣)
Methanogenic archaea in the human gastrointestinal tract
2022-09-01, doi:10.1038/s41575-022-00673-z

Nature Reviews:神经系统对胃肠道癌的影响(综述)

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology [IF:73.082]
① 胃肠道活动受到外部(交感、副交感神经)和内部(肠神经系统)神经的支配;② 神经与胃肠道内各种细胞及微生物相互作用以调节胃肠道稳态与功能;③ 神经肽和神经递质能够影响肿瘤细胞的基因组稳定性、表观遗传学与代谢状态,并塑造免疫浸润、细胞外基质等肿瘤微环境,从而影响胃肠道癌症的发生;④ 反过来,肿瘤细胞也能够劫持胃肠道内神经细胞释放利于自身生存的信号;⑤ 神经细胞来源的信号分子及其受体有望成为胃肠道癌症治疗的新靶点。
【主编推荐语】作为人体内最大、最复杂的微生态系统,胃肠道对人体的重要性不言而喻。胃肠道健康的维护需要在胃肠道高度复杂和动态的生态系统中平衡多方面的过程,因而极具挑战性。在全球范围内,胃肠道癌症占所有癌症病例的约19%,占所有癌症相关死亡的约22.5%。因此迫切需要开发更容易检测和更有效地靶向这些恶性肿瘤的新方法。尽管肿瘤微环境的成员,如免疫细胞和成纤维细胞,已经作为癌症起始和进展的关键角色而受到关注,但对神经系统在胃肠道癌症中的重要性的认识才刚刚起步。发表在Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology上的一项综述文章阐述了神经系统对胃肠道癌变过程的影响,强调了神经相关疗法在胃肠道癌症治疗中的潜力。(@EADGBE)
Nerves in gastrointestinal cancer: from mechanism to modulations
2022-09-02, doi:10.1038/s41575-022-00669-9
延伸阅读: 【研壹生物】

Nature子刊:大规模测序发现新的克罗恩病关联基因和突变

Nature Genetics [IF:41.307]
① 分析来自3万多名克罗恩病(CD)患者和8万名对照人群序列数据,为更全面定义CD患者生物靶点;② 通过与编码变异关联,鉴定出10个一般发病型CD基因,4个位于已建立的CD GWAS基因座内;③ 在九个例子中,单个编码变体显著相关,而在第十个例子中,发现罕见的编码变异(ATG4C)在CD患者中显著增加;④ 发现多个新CD基因在不同信号通路(自噬,炎症反应功能等)中发挥重要作用,且一些基因突出了间充质细胞在肠道炎症发展和维持中的新兴作用。
【主编推荐语】克罗恩病(CD)是一种非特异性的肠道炎症性疾病,主要发病于末段回肠和右半结肠,由环境、免疫和细菌等因素在遗传易感个体上的组合所引起。目前,该病确切的免疫问题尚不明确。近日,研究人员在Nature Genetics发表最新研究,分析了来自3万多名克罗恩病(CD)患者和8万名对照人群序列数据,以期完善先前的GWASs研究结果,并更好地定义CD的生物靶点,发现10个与普通型CD发病相关的基因,还发现多个新CD基因在不同信号通路(自噬,炎症反应功能等)中发挥重要作用,并指出CD和间充质细胞间的关联,为新药研发以及CD治疗提供了新的理论基础,值得关注。(@九卿臣)
Large-scale sequencing identifies multiple genes and rare variants associated with Crohn’s disease susceptibility
2022-08-29, doi:10.1038/s41588-022-01156-2
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周宏伟+何肖龙Cell子刊:肠道菌群产生的一种酶或能缓解克罗恩病

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① 肠道菌群中,源自厚壁菌的DL-内肽酶(一种肽聚糖水解酶),能升高肠道的NOD2配体水平;② 分析全球4个国家的IBD队列(n=857)表明,菌群DL-内肽酶基因丰度在克罗恩病患者降低,并与结肠炎呈负相关;③ 移植DL-内肽酶活性低的CD患者粪便菌群,可增加小鼠的结肠炎易感性;④ 基于DL-内肽酶的干预方法(如将其递送至肠道,补充分泌该酶的唾液乳杆菌,补充肽聚糖碎片胞壁酰二肽类似物米伐木肽),通过活化NOD2保护小鼠抵抗结肠炎。
【主编推荐语】肽聚糖是细菌细胞壁的主要结构成分,其特定碎片能通过激活模式识别受体NOD2,对宿主的多种生理过程产生影响。NOD2在克罗恩病(CD)病理机制中有重要作用,其功能缺失突变是CD最大的风险因素。然而,另一方面,源自菌群的NOD2配体(肽聚糖碎片)的变化是否在CD发病中发挥作用,目前尚不清楚。南方医科大学珠江医院周宏伟和何肖龙团队在Cell Host and Microbe发表一项最新研究,对这一问题进行了深入探索。他们发现,肠道菌群表达的一种肽聚糖水解酶——DL-endopeptidase(DL-内肽酶),能够促进肠道中的NOD2配体生成,从而活化宿主NOD2信号。这种细菌酶的耗竭在CD病理中有关键作用,旨在补充DL-内肽酶的干预方法,或是治疗CD的新思路。(@mildbreeze)
Gut microbial DL-endopeptidase alleviates Crohn’s disease via the NOD2 pathway
2022-08-31, doi:10.1016/j.chom.2022.08.002

祁斌团队Cell子刊:大肠杆菌激活宿主食物消化系统新机制

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① 通过在秀丽隐杆线虫中建立食物消化系统,发现肠道细菌外膜蛋白(OMP)和神经免疫通路相互作用调控宿主食物消化;② 大肠杆菌OmpF/A通过激活神经肽NLP-12,作用于受体CCKR以激活食物消化;③ NLP-12是哺乳动物胆囊收缩素的同源物并可刺激多巴胺,缺失多巴胺受体或添加多巴胺拮抗剂可抑制OMP介导的消化;④ 多巴胺和NLP-12-CCKR-1通过抑制先天免疫PMK-1/p38,进而激活食物消化系统。
【主编推荐语】肠道菌群在调控食物消化方面可能具有关键作用,然而肠道微生物如何激活食物消化,其机制尚不清楚。近日,云南大学祁斌团队在Cell Host and Microbe发表文章,通过建立线虫食物消化研究体系,揭示大肠杆菌膜蛋白OmpA/F通过多巴胺和NLP-12-CCKR-1抑制先天免疫p38/MK-1通路,从而激活动物食物消化系统。这项研究揭示细菌OMP在调节动物营养吸收以及先天免疫中的关键作用。(@圆圈儿)
Gut commensal E. coli outer membrane proteins activate the host food digestive system through neural-immune communication
2022-09-02, doi:10.1016/j.chom.2022.08.004

Cell子刊:大型多种族队列研究,揭示肠道菌群与宿主遗传的关联

Cell Host and Microbe [IF:31.316]
① 对多种族的HELIUS队列(4117人)进行大型粪便微生物组全基因组关联研究,并利用多种族的泛英国生物库数据(46万人)进行孟德尔随机化分析;② 鉴定出宿主基因组和肠道菌群之间的种族特异性关联,但也有一些微生物-基因型关联在多个种族中都存在;③ 微生物相关的宿主遗传位点,主要与免疫功能、谷氨酸和粘液层有关,或在肠道或大脑中表达;④ 肠道微生物可能影响心血管代谢相关健康因素,如BMI、胆固醇和血压。
【主编推荐语】人类基因组与肠道微生物群存在关联,但相关研究主要基于欧美人群,其他不同种族的宿主基因型-微生物组的关联仍待揭示。Cell Host and Microbe近期发表研究,在6个不同种族的4117名受试者中进行了大规模的微生物组全基因组关联研究,鉴定出种族特异性和共同的宿主基因组-肠道微生物关联,并结合泛英国生物库的数据,通过孟德尔随机化分析评估了肠道微生物对心血管代谢的潜在因果关系。(@mildbreeze)
Gut microbiome associations with host genotype vary across ethnicities and potentially influence cardiometabolic traits
2022-09-12, doi:10.1016/j.chom.2022.08.013

Science子刊:肠道菌群相关代谢物TMAO可驱动胰腺癌的免疫激活

Science Immunology [IF:30.63]
① 肠道菌群衍生代谢物TMAO可增强对PDAC的抗肿瘤免疫;② 腹腔内或补充膳食胆碱以向PDAC模型小鼠递送TMAO,或静脉输注经TMAO刺激的巨噬细胞,能减少肿瘤生长;③ TMAO增强I型干扰素途径,诱导免疫刺激性肿瘤相关巨噬细胞表型、激活肿瘤微环境的效应T细胞;④ TMAO联合免疫检查点阻断疗法能显著降低PDAC小鼠的肿瘤负荷,改善生存率;⑤ 含CutC(产生TMAO前体的酶)的细菌水平与PDAC患者的长期生存和黑色素瘤患者对anti-PD1反应改善相关。
【主编推荐语】胰腺导管腺癌(PDAC)对治疗的响应较差,包括免疫检查点阻断疗法。Science Immunology发表的最新研究发现,肠道菌群相关代谢物氧化三甲胺(TMAO)可以驱动PDAC的免疫激活,增强PDAC对免疫检查点阻断治疗的响应。无独有偶,半年前复旦大学团队在Cell Metabolism发表的研究也显示,TMAO能增强对三阴性乳腺癌小鼠的免疫治疗效果(查看文章)。TMAO未来在肿瘤免疫治疗中的应用值得关注。(@章台柳)
The microbiome-derived metabolite TMAO drives immune activation and boosts responses to immune checkpoint blockade in pancreatic cancer
2022-09-09, doi:10.1126/sciimmunol.abn0704
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