猪年第一期：春节期间不容错过的肠道菌群研究~ | 热心肠日报

今天是第1010期日报。

Science：肠道菌群对药物代谢的贡献有多大？

Science[IF:41.058]

① 宿主和肠道细菌共同参与药物代谢，药物反应的个体差异性与肠道菌群的基因差异有关；② 利用无菌小鼠、药物代谢酶缺失细菌构建限菌小鼠模型，发现核苷类抗病毒药物溴夫定转化为肝毒性代谢物的过程，71%由肠道菌群完成；③ 该模型可用于定量测定宿主和肠道菌群对药物代谢的贡献，并成功检测了抗病毒药索利夫定的代谢情况；④ 利用无菌小鼠构建类似模型，证明肠道细菌参与了氯硝安定及相关药物的还原过程，该代谢过程也与药物毒性相关。

Separating host and microbiome contributions to drug pharmacokinetics and toxicity
02-08, doi: 10.1126/science.aat9931

【主编评语】肠道菌群参与药物代谢过程。Science近期发表了一篇方法学研究，阐述了一种可定量测定肠道菌群对药物代谢贡献的方法，测定了肠道细菌对若干核苷类抗病毒药物、抗焦虑药物的代谢影响。该模型对评估肠道菌群在药物、营养成分等物质代谢过程中的作用具有重要参考价值。（@小肠）

华大基因团队：1520个人肠道单细菌参考基因组，助力菌群研究

Nature Biotechnology[IF:35.724]

① 用培养组学分离>6000个人粪便菌株，得到1520个高质量单菌基因组草图（338个种），构成可培养基因组参考（CGR）数据集；② 包括人肠道的主要细菌门和属，含至少264个新参考基因组，有不少低丰度菌，丰富了现有参考基因组，提高了宏基因组学分析的分辨率（读段比对率和SNP分析等）；③ 对CGR的功能注释加深了对肠道菌功能的认知；④ 对38种重要菌的泛基因组分析，揭示不同菌门的泛基因组开合趋势和在各自核心和非核心基因组上功能富集的差异。

1,520 reference genomes from cultivated human gut bacteria enable functional microbiome analyses
02-04, doi: 10.1038/s41587-018-0008-8

【主编评语】华大基因的肖亮、贾慧珏和李俊桦与团队的重要研究，近期在Nature Biotechnology发表。该研究通过培养组学方法，从健康人粪便样本中获得1520个单菌基因组草图，对现有的人肠道细菌参考基因组有很大补充；并通过功能注释和泛基因组分析，加深了对肠道细菌功能和特点的了解。这些成果将助力人肠道宏基因组学分析和相关应用转化研究，值得专业人士仔细阅读。（@李丹宜）

Nature子刊：包含近800个肠道菌株全基因组数据的新数据集

Nature Biotechnology[IF:35.724]

① 发布人体胃肠道细菌培养集（HBC）数据，HBC包含了来自4个门、31个科、273个种的737个菌株的全基因组数据；② HBC使已有的人体胃肠道细菌基因组数量增加了37%；③ 相比于人类微生物组（HMP）计划，包含HBC在内共计1354个基因组的人体胃肠道细菌基因集（HGG）将系统分类效率提高了61%，近50%的序列可被分类到亚种级；④ 新的HGG提高了对宏基因组样本分类的分辨率，并能鉴定出人肠道菌群中的新菌种，同时增加了41个新描述的功能。

A human gut bacterial genome and culture collection for improved metagenomic analyses
02-04, doi: 10.1038/s41587-018-0009-7

【主编评语】Nature Biotechnology上发表的一项最新研究，发布了一个新的人体肠道细菌基因组数据集，包含了来自4个门、31个科、273个种的737个菌株的全基因组数据，这些菌株是从20个成年人的粪便样本中培养并分离的。该数据集使人体胃肠道细菌基因组的数量增加了37%。（@沈志勋）

谢鹏+魏泓等：菌群-肠-脑轴如何影响精神分裂症

Science advances[IF:11.511]

① 与健康对照（HC）相比，精神分裂症（SCZ）患者肠道菌群的α-多样性降低，且菌群组成改变：韦荣球菌科等的23个OTU增多，毛螺菌科等的54个OTU减少；② 鉴定出与SCZ严重程度相关的7个OTU，用气球菌科、双歧杆菌科、布鲁氏菌科、巴斯德氏菌科和理研菌科作为标志物，可较准确的区分SCZ与HC（AUC=0.769）；③ 与HC相比，移植SCZ菌群的小鼠表现出SCZ相关行为，海马区中谷氨酸水平较低、谷氨酰胺和GABA水平较高，肠脑轴氨基酸和脂代谢通路改变。

The gut microbiome from patients with schizophrenia modulates the glutamate-glutamine-GABA cycle and schizophrenia-relevant behaviors in mice
02-06, doi: 10.1126/sciadv.aau8317

【主编评语】精神分裂症（SCZ）是一类病因未明的精神疾病，与遗传和环境因素有关。Science Advances发表来自谢鹏团队和魏泓团队等合作的最新研究，鉴定出与SCZ相关的肠道菌群特征，或能用于疾病诊断；并用粪菌移植和代谢组学等方法在小鼠中表明，SCZ菌群可能通过菌群-肠-脑轴机制影响神经化学和神经功能，参与SCZ发病。这些发现提示，靶向肠道菌群的疗法或能用于改善SCZ。（@李丹宜）

Nature子刊：肠道菌群如何影响心理健康？

Nature Microbiology[IF:14.174]

① 纳入1054名参与者，分析肠道菌群与抑郁以及生活质量的关系，得到的结果在另外1070名参与者中进行验证，证明肠道菌群与心理健康具有重要联系；② 产丁酸的粪杆菌属和粪球菌属，始终与较高的生活质量相关；③ 在排除抗抑郁药物的影响后，小杆菌属和粪球菌属在抑郁人群中呈现减少的趋势；④ 肠道细菌合成多巴胺代谢物——3,4-二羟苯酰乙酸的能力，与良好的心理健康状态呈正相关；⑤ 肠道细菌产生的γ-氨基丁酸，可能与抑郁状态有关。

The neuroactive potential of the human gut microbiota in quality of life and depression
02-04, doi: 10.1038/s41564-018-0337-x

【主编评语】肠道菌群在肠脑轴中具有重要作用。近期发表在Nature Microbiology的一项人群队列研究显示，粪杆菌属、粪球菌属和小杆菌属等肠道细菌以及肠道菌群的丁酸代谢、多巴胺代谢等过程可能与心理健康相关，从人群层面一定程度上揭示了肠道菌群与心理健康的关联性，值得参考。（@小肠）

Science子刊：对共生菌的抗体应答与儿童1型糖尿病相关，且受HLA影响

Science Immunology[IF:N/A]

① 纳入32名克罗恩病（CD）患儿、90名健康儿童、49名1型糖尿病（T1D）患儿；② 3组儿童的血清抗共生菌群抗体（ACAb）应答之间存在显著差异；③ 分析诊断出T1D之前的ACAb是否与随后的T1D疾病发展相关；④ 针对Roseburia faecis及一系列特定细菌的血清IgG2b抗体与随后的T1D诊断相关，而这种相关性依赖于HLA DR3/DR4单体型；⑤ 针对特定共生细菌的ACAb应答与胰岛自身免疫反应相关，这种相关性同样受到HLA-DR单体型的影响。

Association of HLA-dependent islet autoimmunity with systemic antibody responses to intestinal commensal bacteria in children
02-01, doi: 10.1126/sciimmunol.aau8125

【主编评语】Science Immunology上发表的一项最新研究，发现克罗恩病患儿、1型糖尿病患儿与健康儿童之间，存在着针对肠道共生细菌的抗体应答（ACAb）的差异，而ACAb与胰岛自身免疫反应及1型糖尿病风险相关，这种相关性受到HLA分型的影响。（@沈志勋）

Nature子刊：基于性状的婴儿肠道菌群演替模式

Nature Communications[IF:12.353]

① 开发一种基于系统发生的微生物性状推断方法，涉及12个性状，用该方法分析56名婴儿出生头三年肠道微生物组演替模式；② 婴儿出生第一年内，肠道菌群有明显的性状变化趋势，如：耐氧和有鞭毛的微生物逐渐减少，生长较慢和形成孢子的微生物逐渐增多，且受分娩方式和抗生素用药影响；③ 随着婴儿发育，基于分类学和基于性状的肠道菌群组成，在不同个体间均趋于相似，但后者稳定得更早，表明后续的分类学演替在特定性状方面存在功能冗余。

Trait-based community assembly and succession of the infant gut microbiome
02-01, doi: 10.1038/s41467-019-08377-w

【主编评语】生命早期的肠道菌群组成变化规律和机制是近年的研究热点。Nature Communications近期发表的一项研究，将生态学中的基于性状（trait-based）的分析方法引入到菌群研究中，并用之分析了婴儿肠道菌群的演替模式，发现婴儿的肠道菌群起始于可变的、擅于快速增殖的早期定植者，但在出生第一年内功能性状逐渐趋同和稳定，能适应肠道内的缺氧环境、通过孢子在个体间传播，而此时菌群的分类学组成还在持续改变。该研究说明，基于性状的分析方法是基于分类学的菌群研究方法的有力补充，有助于深入研究微生物群落构建和演替的机制。（@李丹宜）

Nature子刊：化友为敌——TGFβ/BMP免疫信号异常导致共生菌群失调

Nature Communications[IF:12.353]

① 宿主基因和肠道菌群的互作是肠道菌群稳态的基础，这一互作通路的异常会改变共生菌群的致病性；② TGFβ/骨形成蛋白（BMP）发生突变的免疫缺陷型秀丽隐杆线虫中，肠杆菌属的细菌显著增殖；③ TGFβ/BMP免疫信号通路对菌群的调控主要发生在前肠部位，该作用依赖于多种组织共同参与；④ 肠杆菌属是线虫肠道中的常见共生细菌，正常情况下提供定殖抗性、抵御肠道感染；⑤ TGFβ/BMP 信号通路的异常，会将有益的肠杆菌转化为致病菌。

TGFβ/BMP immune signaling affects abundance and function of C. elegans gut commensals
02-05, doi: 10.1038/s41467-019-08379-8

【主编评语】免疫系统与肠道菌群的互作对维持肠道稳态至关重要。Nature Communications近期发表的研究利用线虫作为动物模型，发现 TGFβ/骨形成蛋白免疫信号通路会影响线虫肠道共生菌的丰度和功能，甚至改变共生细菌致病性，值得参考。（@小肠）

感谢本期日报的创作者：小肠，李丹宜，华南农大-米见对，沈志勋

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