生酮饮食促进肠道干细胞再生；首次发现肠菌可产生超抗原 | 知几研究速递Vol.27
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01麻省理工科学家：生酮饮食法促进肠道干细胞再生
麻省理工科学家：生酮饮食法促进肠道干细胞再生
研究名称：Ketone Body Signaling Mediates Intestinal Stem Cell Homeostasis and Adaptation to Diet
期刊：Cell
发表时间：2019年8月22日
IF：
DOI:10.1016/j.cell.2019.07.048
8月22日，麻省理工学院的生物学家们在《Cell》发文称，他们发现了“生酮饮食法”的一种意外效果：
与正常饮食小鼠相比，“生酮饮食”法所产生的高水平酮体（脂肪分解产生的分子）有助于肠道维持大量的成体干细胞，而成体干细胞对保持肠道壁健康至关重要。
生酮饮食是一种高脂低碳饮食，生酮的过程，本质上就是人为地制造了一种血糖极低的情景，迫使人体采用脂肪供能。先前的研究已经表明，高脂饮食能刺激肠内干细胞群的快速生长。
研究人员还发现，即使在没有遵循高脂的情况下，肠道干细胞也会产生异常高水平的酮体，这些酮体激活了名为Notch（有助于调节干细胞分化）的信号通路。
不过，当科学家们给小鼠喂予高糖食物时，他们看到了相反的效果：酮的产生和干细胞的功能都下降了。
这项研究告诉我们，生酮饮食可能有助于修复肠壁损伤，而任何限制碳水化合物从而生酮的饮食法，都有助于促进干细胞增殖。
对于正在接受放疗或化疗的癌症患者来说，本项发现可能具备参考价值。
02《科学》子刊：肠道微生物群可产生超级抗原，刺激IgA分泌
《科学》子刊：肠道微生物群可产生超级抗原，刺激IgA分泌
研究名称：B cell superantigens in the human intestinal microbiota
期刊：SCIENCE TRANSLATIONAL MEDICINE
发表时间：2019年8月29日
IF：17.161
DOI:10.1126/scitranslmed.aau9356
8月29日，芝加哥大学的研究人员在《科学转化医学》发文证明：
来自人类的微生物群编码两种蛋白质“超级抗原”，表达于腔肠杆菌科Lachnospiraceae共生菌（如瘤胃球菌Ruminococcus gnavus）的表面，它与IgA可变区结合，并刺激小鼠的有效IgA反应。
人类肠道粘膜中含有丰度的IgA，它们与肠道微生物发生互作，对抗病原体，维持肠内稳态屏障。
为了检测人类肠道微生物对IgA的诱导作用，Bunker等人从婴儿中筛选出了抗小鼠和人IgA的微生物群。
出乎意料的是，他们发现样本中的一部分微生物与IgA结合——这暗示了超抗原的存在。这些超抗原可与T细胞受体或B细胞受体结合，导致非特异性激活。
据研究人员的鉴定，这些超抗原由毛螺菌科Lachnospiraceae的共生菌表达，诱导并结合大量的IgA抗体，从而深刻影响肠道B细胞反应和免疫球蛋白的IgA包被。
这项报告表明，由超抗原介导的宿主IgA抗体的刺激和吸引，可能是人类-宿主微生物群互作的主要机制。而这一机制在过往的研究中被广泛低估了。
人类婴儿亚群的微生物群，含有能与表达小鼠VH5/6/7和人类VH3可变区的单克隆抗体结合的超抗原
03煎炸用油让小鼠结肠癌和结肠炎恶化
煎炸用油让小鼠结肠癌和结肠炎恶化
研究名称：Thermally processed oil exaggerates colonic inflammation and colitis-associated colon tumorigenesis in mice
期刊：Cancer Prevention Research
发表时间：2019年8月23日
IF：3.866
DOI:10.1158/1940-6207.CAPR-19-0226
8月23日，麻省大学的食品科学家发表了首次使用动物模型研究油炸对炎症性肠病（IBD）和结肠癌的影响结果。
他们发现：向小鼠喂食煎炸油，会加剧结肠炎症，促进肿瘤生长，并使肠漏恶化，让细菌或毒物进入血液。
研究人员使用了真实世界的菜籽油样品（在美国，菜籽油是常见的煎炸用油），并将煎炸油和新鲜油混合进粉剂喂给小鼠。他们发现，相比只吃新鲜油的对照组，实验组小鼠的肿瘤几乎增大了一倍。
食用煎炸油加剧了DSS诱导的小鼠结肠炎
他们认为，可能是从煎炸油中分离出的极性化合物，介导了炎症效应。
这项研究表明，食用油炸食品，可能会加剧肠病发展。研究小组表示：“在美国，许多患有IBD的人仍然在吃快餐和油炸食品，而不知道这样可能会让疾病更具攻击性。”
04克雷伯氏菌疫苗即将进入临床实验
克雷伯氏菌疫苗即将进入临床实验
研究名称：A promising bioconjugate vaccine against hypervirulent Klebsiella pneumoniae
期刊：PNAS
发表时间：2019年8月27日
IF：9.58
DOI:10.1073/pnas.1907833116
克雷伯氏菌Klebsiella pneumoniae是常见的院内感染病原体。
最近的报告显示，它的一种毒性更强的进化体——高致病性肺炎克雷伯氏菌（Hypervirulent Klebsiella pneumoniae，hvKp）正在全球范围内传播。
《美国国家科学院院刊》表示，去年在中国大陆、台湾和韩国，克雷伯氏菌的高致病性菌株已引起数万种感染，半数感染者死亡，其中70%的病例是由两种类型（特别是K1和K2）引起的。
hvKp可在健康人中引起严重和致命的肝脏、呼吸道、血液和其他部位感染。只要50个这样的细菌，就能让实验室小鼠致死。这些毒性菌株大多对抗生素敏感，但多地也报告发现了多重耐药（MDR）hvKp菌株。
华盛顿大学等机构的研究人员报告，他们针对K1和K2开发了一种疫苗，已在小鼠中显示良好的防御效果。
研究人员对一种无害大肠杆菌进行了基因改造，将其转化为能够大量生产疫苗所需蛋白质和糖的小型生物工厂。然后他们用另一种细菌酶将蛋白质和糖连接在一起，设计了一种糖结合疫苗。
在小鼠的安慰剂对照组中，80%感染了K1和30%感染了K2的小鼠死亡；然而，在疫苗组中，80%的K1和所有K2小鼠成功存活。
研究人员表示，“我们对这种疫苗的效果非常满意。我们正致力于扩大生产和优化方案，以便尽快进入临床试验”。
白细胞（蓝）正攻击两种克雷伯氏菌Klebsiella（红）。图源：David Dorward/NIAID
05抗生素与类风湿性关节炎风险增加相关
抗生素与类风湿性关节炎风险增加相关
研究名称：Antibiotic use and the risk of rheumatoid arthritis: a population-based case-control study
期刊：BMC Medicine
发表时间：2019年8月7日
IF：8.285
DOI:10.1186/s12916-019-1394-6
抗生素又添“新罪”。
8月7日，英国基尔大学研究组的一项新研究发现，抗生素使用者患类风湿性关节炎的几率，比不接触抗生素的人高60%，且此概率随着抗生素使用的频次增加而上升。
该研究纳入了22677例类风湿关节炎病例和90013例对照组，平均随访时间超过10年。
研究人员发现，所有类型的抗生素均与较高的类风湿性关节炎发生率相关。而且，杀菌性抗生素的风险高于抑菌性抗生素（分别为45%和31%）。
我们已经知道，抗生素引起的人体微生物群紊乱，与慢性自身免疫疾病的发展有关。这项研究再次为抗菌剂的规范使用敲响警钟。
06真菌参与艰难梭菌感染调节通路
真菌参与艰难梭菌感染调节通路
研究名称：Integrated Meta-omics Reveals a Fungus-Associated Bacteriome and Distinct Functional Pathways in Clostridioides difficile Infection
期刊：mSphere
发表时间：2019年8月28日
IF：4.447
DOI:10.1128/mSphere.00454-19
在近日发表的一项新研究中，亚利桑那州大学的研究人员收集了49名住院患者（其中18名CDI检测阳性）的腹泻粪便，并首次使用超基因组学和超转录组学来分析真菌在CDI（艰难梭菌感染）中的作用。
他们发现：
在CDI+患者中，真菌与共生的产丁酸盐菌存在负相关关系；
曲霉和青霉在CDI患者中具有强阳性关系，并与几种细菌类群有负相关共生关系。它们包括：Oscillospira, Comamonadaceae, Microbacteriaceae和Cytophagaceae；
CDI患者中与产生物膜相关的富集通路，主要由大肠杆菌Escherichia coli、假单胞菌Pseudomonas、群体感应蛋白和双组分系统驱动；
在CDI阴性腹泻患者中，未观察到真菌类群的显著富集。
这项研究表明，CDI具有一种独特的真菌相关细菌学。炎症、渗透性变化和生物膜生成，是CDI病理生理学的关键要素。
CDI患者粪便微生物群中细菌和真菌类群图
本周HEADLINE回顾
07Cell重磅综述：基于微生物的 IBD 临床疗法新机会
Cell重磅综述：基于微生物的 IBD 临床疗法新机会
研究名称：Therapeutic Opportunities in Inflammatory Bowel Disease: Mechanistic Dissection of Host-Microbiome Relationships
期刊：Cell
发表时间：2019年8月22日
IF：36.216
DOI:10.1016/j.cell.2019.07.045
8月22日，来自哈佛、MIT和马萨诸塞州总医院等一众知名机构的研究者，在《细胞》杂志回顾了学界对炎症性肠病（IBD）发病机制在宿主遗传学、宿主免疫、微生物群和环境暴露之间相互作用的理解，并总结了目前几种利用微生物群提高IBD治疗效果的方法，比如：
减少有害物种的定植
饮食干预
控制群体感应途径
恢复微生物群体内平衡的生态工程
08 Nature子刊：仅两天高糖饮食即可改变肠道微生物，引发结肠炎
Nature子刊：仅两天高糖饮食即可改变肠道微生物，引发结肠炎
研究名称：A high-sugar diet rapidly enhances susceptibility to colitis via depletion of luminal short-chain fatty acids in mice
期刊：Scientific Reports
发表时间：2019年8月
IF：4.011
DOI:10.1038/s41598-019-48749-2
8月，《Scientific Reports》上一则研究指出，即使是短期的（两天）高糖饮食，也会导致肠道微生物多样性降低、短链脂肪酸减少、肠道通透性增加，并最终导致结肠炎易感性的增加。
换句话说，即使偶尔吃个蛋糕、红烧肉、糖醋排骨，也会在一定程度上影响我们的肠道和身体健康。
而补充乙酸盐（一种短链脂肪酸），可以逆转这种肠道损伤，且该逆转作用独立于微生物群落组成的影响之外。
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09Cell子刊：36小时禁食+12小时随便吃，1个月平均瘦7斤
Cell子刊：36小时禁食+12小时随便吃，1个月平均瘦7斤
研究名称：Alternate Day Fasting Improves Physiological and Molecular Markers of Aging in Healthy, Non-obese Humans
期刊：Cell Metabolism
发表时间：2019年8月27日
IF：22.415
DOI:10.1016/j.cmet.2019.07.016
如果对想减肥的你来说，长期进行热量限制很困难。那么，8月27日《细胞代谢》的一则最新研究告诉我们：“交替日断食”也能起到类似效果。
实行交替日断食法（alternate day fasting，ADF），你需要在36小时内不吃任何东西，但在接下来的12小时可以放开吃，如此循环。
在这项随机对照实验中，严格执行4周ADF的志愿者们，平均减重7斤（最明显的减脂部位是腰腹），并且还获得了许多额外的好处。
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