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Kerwyn Casey Huang
文章数:19篇
Cell子刊:人肠道共生菌的转座子突变体文库Part II:应用(综述)
近期发表在Cell Reports上发表的这份综述文章延续同期综述文章,对人肠道共生菌的转座子突变体文库的应用进行了总结。作者主要对构建后的混合型文库和阵列型文库在体外和体内筛选的实验过程中的关键影响因素进行了讨论,同时详细讨论了体外筛选的实验结果与体内真实情况的关联性和可迁移性,体内筛选也面临着动物模型、复杂宿主因素如饮食、定植窗口期等的影响,需要注意体内和体外某些处理如抗生素处理的可翻译性,但也可能存在偏差,以及某些体内因素如免疫反应等可能很难被体外实验模拟。同时,文库产出丰富的数据集应向标准化以及开发共享方面发展,最终整合为细菌通用基因型-表型平台。
Cell子刊:人肠道共生菌的转座子突变体文库Part I:构建(综述)
近期发表在Cell Reports上发表的这份综述文章主要总结了随机Barcode转座子突变体在人类肠道共生菌上的应用,以及从文库构建到上机测序整个流程各步骤的技术方法和选择策略、优缺点等,对后续其他非模式菌株转座子突变体文库构建提供了详细全面的指南。
采样方法
Nature:采样胶囊助力人类肠道多组学分析
目前对于肠道的微生物组、蛋白质组和代谢组的研究,基本依赖于分析粪便样本。然而,粪便样本不能反映肠道不同区域的内容物差异,人们对于肠道中的微生物分布、其所处内环境和生化活动仍所知有限。Nature最新发表的重磅研究,开发了可在正常生理状态下从受试者的特定肠段取样的可吞咽胶囊设备,并通过多组学分析鉴定出菌群结构、噬菌体诱导、抗生素抗性基因和胆汁酸谱等沿肠道变化的情况,揭示了肠道样本与粪便样本间存在的显著差异,为进一步研究肠道微生物组和代谢组在人类生理和疾病中的作用提供了有力工具。
采样方法
多组学
肠道菌群
代谢组
蛋白质组
抗生素
Nature子刊:资源竞争如何调节抗生素对微生物群落的影响?
抗生素治疗会对人类肠道微生物群产生重大影响,但目前还缺乏对抗生素如何影响群落多样性的定量了解。Nature Communications发表的研究,以资源竞争的经典生态模型为基础,研究群落对抗生素活动或其他生长抑制因素(如噬菌体)诱导的物种特异性死亡率的反应。结果发现,连续使用多种抗生素的顺序会对最终的群落结构产生质的影响,而抗生素组合的处理也会在群落多样性水平上产生协同或拮抗作用。这些现象完全源于资源竞争,与其他生物机制无关。重要的是,即使在物种众多的群落中,当存在代谢交叉供食的情况下,这些现象也普遍存在,这表明它们可能通常发生在微生物群落中。
抗生素
资源竞争
微生物生态学
Cell子刊:铁和血红素的可利用性对肠道菌群的影响
目前关于病原体对铁敏感性的研究大多集中在体外,而在体内肠道菌群对铁的反应尚不清楚。近日,发表在Cell Chemical Biology上的这篇文章,在体内外研究了铁和血红素的可利用性对健康人肠道菌群的影响。
合成菌群
Cell:复杂且明确的合成人类肠道菌群模型
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。
合成菌群
肠道微生物组
肠道菌群
Cell子刊:构建体外微生物群落,助力肠道菌群研究
研究病人来源的细菌群落的系统模型,有助于探究肠道微生物群在疾病中的作用。Cell Host and Microbe发表的文章,通过体外培养不同来源的粪便样本,构建了体外菌落(SICs)。SICs保留了其粪便来源的分类学多样性,再现了微生物群对病原体入侵和抗生素治疗的反应,提示利用SICs可以对肠道微生物群进行低成本、定量和高通量实验研究。
肠道菌群
环丙沙星
培养组学
抗生素
微生物生态
菌群-宿主互作
Cell子刊:量化细菌在小鼠肠道内的快速演化和传播
Cell Host and Microbe发表的一项研究,在菌株水平上,量化分析了细菌在小鼠肠道内的定植动态以及选择和传播规律,并估算出每天约有10%的肠道细菌在小鼠间发生转移。这些发现强调了在肠道菌群的演化过程中,环境传播与菌株选择之间的相互作用。
菌群-宿主互作
菌群传播
菌群演化
肠道菌群
小鼠
Cell子刊:大规模功能遗传学揭示肠道共生多形拟杆菌跨环境生长的代谢需求
由于对肠道细菌大部分基因的功能尚不清楚,导致肠道菌群利用度受到限制。Cell Reports上这篇文章,利用大规模功能遗传学揭示了人类肠道共生多形拟杆菌跨环境生长的代谢需求。
乳杆菌与醋酸杆菌共培养可改变pH,影响抗生素耐受
人类肠道微生物群是由上千个微生物物种组成的复杂生态系统,对我们的健康和寿命有着重要影响。即使在健康状况下,也很难阐明构成我们肠道微生物的不同物种之间是如何相互作用和影响的。同时,物种间的相互作用还可以通过许多机制影响抗生素的活性,包括改变细菌的生理机能等,因此,预测抗生素在微生物群落中的有效性具有一定难度。果蝇因其肠道微生物种类简单,成为研究该问题的理想模型。近期发表在eLife上的文章发现了一种影响细菌抗生素耐受性的新方式。通过体外共培养果蝇肠道微生物植物乳杆菌(Lp)和醋杆菌属细菌,证实醋杆菌属细菌通过利用Lp产生的乳酸来调节pH,进而影响Lp的生长状态来调节其抗生素耐受性。本研究结果表明,环境的简单变化可以驱动细菌群落中复杂的生理行为和抗生素反应,并提示,当使用抗生素时,不仅要考虑目标细菌,也要考虑其所在的微生物群落,以防止耐药性的形成。
果蝇
乳杆菌与醋酸杆菌共培养可改变pH,影响抗生素耐受
人类肠道微生物群是由上千个微生物物种组成的复杂生态系统,对我们的健康和寿命有着重要影响。即使在健康状况下,也很难阐明构成我们肠道微生物的不同物种之间是如何相互作用和影响的。同时,物种间的相互作用还可以通过许多机制影响抗生素的活性,包括改变细菌的生理机能等,因此,预测抗生素在微生物群落中的有效性具有一定难度。果蝇因其肠道微生物种类简单,成为研究该问题的理想模型。近期发表在eLife上的文章发现了一种影响细菌抗生素耐受性的新方式。通过体外共培养果蝇肠道微生物植物乳杆菌(Lp)和醋杆菌属细菌,证实醋杆菌属细菌通过利用Lp产生的乳酸来调节pH,进而影响Lp的生长状态来调节其抗生素耐受性。本研究结果表明,环境的简单变化可以驱动细菌群落中复杂的生理行为和抗生素反应,并提示,当使用抗生素时,不仅要考虑目标细菌,也要考虑其所在的微生物群落,以防止耐药性的形成。
果蝇
植物乳杆菌
醋酸杆菌
pH
抗生素耐受性
微生物互作
Nature子刊:密歇根克雷伯菌或可抑制大肠杆菌定植
肠道菌群中含有有益的微生物,可以防止病原体的定植。抗生素治疗会破坏肠道菌群结构,降低对病原菌的抵抗。Nature Microbiology最近发表的文章,研究了小鼠同笼饲养对密歇根克雷伯菌抑制大肠杆菌定植的影响。结果显示,密歇根克雷伯菌可能通过营养竞争的方式抑制大肠杆菌的定植。同时,研究还表明,密歇根克雷伯菌延缓了病原体鼠伤寒沙门氏菌在小鼠肠道中的定植,延长了小鼠存活时间。本研究提示,宿主间传播/共享的微生物或可抑制病原菌的定植,最大限度地减少抗生素的负面影响。
微生物互作
抗生素处理
菌群失调
大肠杆菌
密歇根克雷伯菌
菌群恢复力
Cell子刊:缺少膳食纤维不利于抗生素治疗后的肠道菌群恢复
饮食和环境卫生因素如何抗生素干预后的肠道菌群恢复?Cell Host and Microbe近期发表的一项小鼠研究,对抗生素后的肠道菌群恢复进行了系统化的分析,表明低纤维饮食和过于干净的环境(单独饲养)不利于菌群复原,相关发现对于减少抗生素治疗引起的菌群失衡有参考意义。
菌群恢复力
Bacteroides
S24-7
antibiotics
Co-housing
肠道菌群代谢物
Cell子刊:共生菌代谢物有助于抗感染
肠道共生菌群的定植抗性是抵御肠道致病菌感染的重要机制。本文通过研究肠道菌群抵御鼠伤寒沙门氏菌感染的机制,发现拟杆菌属及其产生的丙酸在介导定植抗性中具有核心作用,指出了菌群结构对肠道菌群抗感染能力的影响,为解释致病菌感染和传播中的宿主差异提供了理论基础,值得专业人士关注。
肠道菌群代谢物
定植抗性
沙门氏菌感染
丙酸
拟杆菌属
腹泻
Cell:短期渗透性腹泻可引起菌群的长期改变
聚乙二醇是治疗便秘的常用药物,可引起渗透性腹泻,有些人为控制体重或“排毒”也会时不时的用药泻一泻。Cell刚刚发表一项来自斯坦福医学院的研究,却提醒人们这类泻药造成的短期腹泻,可能引起肠道菌群的长期改变。善待肠道菌群,从慎吃泻药做起~
腹泻
渗透性腹泻
泻药
PEG
diarrhea
高通量筛选
用高通量方法研究肠道细菌特性
Molecular Cell近期发表解读文章,综合讨论了两项关于药物和营养代谢对人体肠道细菌生长影响的研究(http://www.mr-gut.cn/papers/read/1066456444)(http://www.mr-gut.cn/papers/read/1059231065),提出用体外高通量方法研究菌群成员(可具体到菌株)与环境和其它共生菌的互作,是迈向机制和因果性研究的必经之路。
高通量筛选
Julien Kirchgesner
Julien Kirchgesner
肠道菌群
Cell子刊:一文读懂在不同肠道部位的菌群分布和功能(综述)
重要综述,没看的人一定下载下来好好读一读。
肠道菌群
空间结构
肠道菌群宿位
生物地理学
成像技术
细菌定殖
微生物定殖对宿主蛋白质组的影响因胃肠道位置而异
① 采用反相高效液相色谱-串联质谱联用技术,分析小鼠在无菌、多形拟杆菌单菌定殖及常规培养状态下的胃、空肠、回肠、盲肠及近端结肠的蛋白质组;② 胃肠道的不同区域具有差异性的蛋白质组丰度分布;③ 无监督聚类分析表明,宿主的蛋白丰度主要取决于胃肠道位置,而不是胃肠道菌群定殖状态;④ 常规培养小鼠的宿主蛋白丰度与无菌小鼠、单菌定植小鼠存在显著差异;⑤ 粪便蛋白质组的特性不受胃肠道的区域的影响,而是主要受远端结肠菌群的影响。
细菌定殖
宿主蛋白质组
胃肠道
Hyun Jung Kim
James J Collins
空间结构
Cell子刊:利用单细胞成像“看到”肠道菌群的分布
① 提出一套成像与分析软件(BacSpace)结合系统,实现肠道菌群空间分布的高分辨率、高通量定量;② 应用该系统量化定植人肠道微生物的无菌鼠饮食改变对黏液层、肠道菌群、宿主表达影响;③ 饮食中缺乏微生物可接触的碳水化合物(MACs)导致黏液变薄,细菌更接近上皮细胞;④ MACs缺乏改变肠道菌群空间结构(聚类和混合度)、提高小肠炎症标志蛋白REG3β表达;⑤ 量化幽门螺杆菌侵入小鼠胃腺与宿主有丝分裂祖细胞相关性,说明该方法具有通用性。
空间结构
定量成像