动脉粥样硬化：菌群、免疫和饮食的互作很关键 | 热心肠日报

今天是第921期日报。

动脉粥样硬化

Immunity：IL-23和IL-22监控肠道菌群，预防动脉粥样硬化

Immunity[IF:19.734]

① 白介素（IL）-23或其下游的IL-22缺陷小鼠，肠道屏障受损、抗微生物肽减少，菌群失调、致病菌扩张；② 导致血液中脂多糖和氧化三甲胺等菌群产物增多，促进单核细胞和动脉巨噬细胞活化，驱动动脉粥样硬化；③ 这些作用一定程度上由受菌群代谢物调控的、促动脉粥样硬化的骨桥蛋白介导；④ 移植IL-23缺陷型小鼠的菌群，可加速动脉粥样硬化，而抗生素处理或补充IL-22可减少炎症、缓解疾病。

An Interleukin-23-Interleukin-22 Axis Regulates Intestinal Microbial Homeostasis to Protect from Diet-Induced Atherosclerosis

10-30  DOI: 10.1016/j.immuni.2018.09.011

【主编评语】肠道菌群与细胞因子信号间的互作，如何影响血栓形成？本研究发现，促炎细胞因子IL-23及其下游的IL-22可限制促动脉粥样硬化的菌群，从而对动脉粥样硬化起保护性作用。这些发现也提示，临床上使用这两种细胞因子的抑制剂/阻断剂以治疗特定炎症疾病时，需注意对菌群和心血管疾病的潜在影响。（@mildbreeze）

动脉粥样硬化

Nature子刊：产丁酸菌+膳食植物多糖，改善小鼠动脉粥样硬化

Nature Microbiology[IF:14.174]

① 分析83个小鼠品系，发现肠道中产生丁酸的菌属丰度，尤其是罗斯拜瑞氏菌，与动脉粥样硬化斑块大小显著负相关；② 给易患动脉粥样硬化的ApoE-/-无菌小鼠定殖不同产丁酸能力的特定菌群，发现肠道罗斯拜瑞氏菌在富含植物多糖的饮食作用下，可调节结肠表观遗传，使肠细胞从糖酵解向利用脂肪酸转变，降低内毒素和炎症，缓解动脉粥样硬化；③ 这些作用一定程度上由丁酸介导，饮食补充丁酸可减少小鼠内毒素血症和动脉粥样硬化。

Interactions between Roseburia intestinalis and diet modulate atherogenesis in a murine model

11-05  DOI: 10.1038/s41564-018-0272-x

【主编评语】肠道菌群研究表明，产丁酸细菌减少与代谢和炎症疾病存在关联，然而二者的因果性仍待确认。Nature Microbiology本周发表的研究表明，给小鼠定殖产丁酸的肠道罗斯拜瑞氏菌，可在富含植物多糖的饮食影响下，降低炎症标志物、改善动脉粥样硬化，该作用由细菌代谢物丁酸介导。这些发现说明，通过改变饮食-菌群互作，可对心血管疾病造成影响；增加丁酸产生菌的干预方法，或能预防动脉粥样硬化。（@mildbreeze）

心血管疾病

防治动脉粥样硬化的菌群分子靶点

Circulation Research[IF:15.211]

① 给无菌小鼠定殖三甲胺（TMA）和氧化三甲胺（TMAO）生成能力不同的人体粪菌，以及胆碱利用C基因（CutC）功能水平不同的特定菌群或菌种（生孢梭菌）；② 肠道菌群中CutC的功能水平可通过粪菌移植传递给受体小鼠，同时传递的还有将膳食胆碱转化为TMA和TMAO的能力，以及血小板反应性和血栓形成潜力，均依赖于菌群中CutC的存在和表达；③ 菌群的胆碱TMA裂解酶途径，是治疗动脉粥样硬化性心脏病的分子靶点，抑制细菌CutC或是有效的治疗策略。

Microbial Transplantation With Human Gut Commensals Containing CutC Is Sufficient to Transmit Enhanced Platelet Reactivity and Thrombosis Potential

10-26  DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.118.313142

【主编评语】人体肠道菌可通过胆碱三甲胺（TMA）裂解酶途径，将饮食中的胆碱代谢为TMA，在肝脏进一步转化为氧化三甲胺（TMAO）。本研究通过一系列菌群移植实验证实，菌群的胆碱TMA裂解酶途径中，CutC基因的存在和表达，足以增强宿主的血小板反应性和血栓形成潜力，可作为治疗动脉粥样硬化的分子靶点。（@mildbreeze）

生物信息学工具

Rob Knight发布条形UniFrac算法轻松分析微生物组大数据

Nature Methods[IF:26.919]

① UniFrac 算法在微生物组领域引用超6千次；② UniFrac 算法对计算时间和内存消耗随样本量呈几何级数增长，近年来微生物组项目动辄成千上万的样本量，很多大项目几乎无法完成分析；③ 作者提出新的条形 UniFrac 方法，结果保持不变，计算资源消耗与样本量呈线性关系，并极大的降低内存和时间消耗，如计算EMP的2万个样本的时间可由几个月缩短至1天内；④ 方法提供命令行工具，并己整合至分析流程 QIIME2 和在线平台 Qiita，方便同行使用。

Striped UniFrac: enabling microbiome analysis at unprecedented scale

10-30  DOI: 10.1038/s41592-018-0187-8

【主编评语】UniFrac是一种基于进化关系信息，计算样本间距离并进行微生物群体间的比较的方法，2005年由Rob Knight提出。近日，作者在Nature Methods发文推出改进版本，大幅提高性能，使空前规模的大样本分析成为可能。（@gaoch）

生物信息学工具

Nature 子刊：HUMAnN2实现宏基因组和宏转录组种水平功能组成分析

Nature Methods[IF:26.919]

① HUMAnN2是一款快速获得宏基因组、宏转录组物种和功能组成的软件；② 与传统的纯翻译比对方法相比，采用分层式搜索策略确定物种、比对到泛基因组、对基因家族和代谢通路定量，速度更快且准确率更高；③ 结果不但获得了功能通路中具体物种组成，还建立起物种与功能的联系，可进一步研究功能组成的贡献者；④ 引入“贡献多样性”的概念，使我们从类多样性角度重新认识微生物组功能组成，以及物种间的联系。

Species-level functional profiling of metagenomes and metatranscriptomes

10-30  DOI: 10.1038/s41592-018-0176-y

【主编评语】HUMAnN2 可实现快速宏基因组、宏转录组的物种和功能定量，同时提供功能通路内物种组成信息。（@gaoch）

抗生素暴露

复旦周志俊等：上海成人的抗生素暴露情况

Environmental Science & Technology[IF:6.653]

① 纳入822名成年人分析抗生素暴露情况（5种兽用（VAs），4种人用（HAs）和9种人/兽用抗生素（H / VA））；② 在尿液中检测到所有抗生素，总检测频率为45.9％，每种检测频率范围为0.1％至15.2％；③ 分别在4.4％，11.6％，38.0％和44.5％的尿样中检测到HA，VAs，H / VAs和VAs + H / VAs；④ 所有抗生素的估计每日暴露剂量总和低于1.55μg/ kg /天的成人占检测阳性的89.1％；⑤ 7.2％的成年人的危险指数值超过1，环丙沙星是最大贡献者。

Exposure of adults to antibiotics in a Shanghai suburban area and health risk assessment: A biomonitoring-based study

11-02  DOI: 10.1021/acs.est.8b03979

【主编评语】通过生物监测已经在儿童和孕妇中证实了广泛的抗生素暴露，但来自普通成年人的数据仍然有限。在此研究中，作者对上海的822名年龄在21-75岁的成年人进行了研究，分析了18种常见抗生素的暴露情况。研究结果表明，上海成年人广泛接触低剂量的多种抗生素，并且一些人存在与肠道菌群扰动相关的健康风险。（@可乐）

肠-肝轴

高饱和脂肪饮食如何促进雄性小鼠肝癌

Carcinogenesis[IF:5.072]

① 二乙基亚硝胺处理小鼠并喂食高脂饮食促进肿瘤发生；② 雄性小鼠的肿瘤发生率及多样性显著高于雌性小鼠；③ 肿瘤发生前的病灶在喂食多不饱和脂肪并富含DHA的饮食的小鼠中最常见，而喂食饱和脂肪饮食的小鼠的肝脏肿瘤更大；④ 饱和脂肪饮食诱导雄鼠中原癌基因Agap2的表达，并影响细胞色素P450基因及与脂质、胆汁酸、脂肪酸代谢相关基因的表达；⑤ 相比于雄鼠，雌鼠的Akk菌属增加而厚壁菌门减少，喂食饱和脂肪饮食的雄鼠肠道菌群中粪球菌属富集。

Liver tumorigenesis is promoted by a high saturated-fat diet specifically in male mice and is associated with hepatic expression of the proto-oncogene Agap2 and enrichment of the intestinal microbiome with Coprococcus

10-16  DOI: 10.1093/carcin/bgy141

【主编评语】Carcinogenesis上发表的一项最新研究，发现在化学致癌物处理及喂食高脂饮食的小鼠中，雄鼠的肝癌肿瘤发生率高于雌鼠。具体机制上，雄鼠与雌鼠的高于20%的肝脏基因表达存在差异，而高饱和脂肪饮食促进雄鼠原癌基因的表达并富集肠道中的粪球菌属。（@沈志勋）

认知衰退

亚精胺提升认知衰退老年人的记忆能力

Cortex[IF:4.907]

① 选取30名60-80岁的认知衰退老年人，进行一项为期3个月的随机安慰剂对照IIa期临床试验；② 试验组补充富含亚精胺的植物提取物，每日补充的亚精胺为1.2mg；③ 相比于安慰剂组，试验组的记忆能力表现出适度的提升；④ 在干预结束后，试验组的助记符分辨能力也有中等提升，而安慰剂组的能力未发生显著改变；⑤ 亚精胺对记忆系统的神经刺激作用可能介导了其对记忆能力的提升。

The effect of spermidine on memory performance in older adults at risk for dementia: A randomized controlled trial

10-04  DOI: 10.1016/j.cortex.2018.09.014

【主编评语】Cortex上发表的一项IIa期临床试验结果，发现补充亚精胺可适度提升记忆衰退老年人（60-80岁）的记忆能力，或可用于预防痴呆。（@沈志勋）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，女巫，Adam刘永鑫-中科院-宏基因组，可乐，沈志勋

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