你的菌群生物钟准吗？菌群节律也会影响宿主健康 | 热心肠日报

今天是第1079期日报。

微生物节律性对宿主生理的影响

EMBO Reports[IF:8.749]

① 宿主可通过生物钟机制（肠上皮蠕动、分泌等）和进食行为影响肠道菌群的昼夜活动，而昼夜变化的菌群反过来也会影响宿主的节律性行为；② 昼夜节律的破坏增加了宿主对病毒和细菌的易感性，而菌群可通过生态竞争帮助抵抗病原菌的入侵；③ 由生物钟破坏引发的代谢紊乱可能是因为菌群组成和功能的畸变造成的；④ 正常肝功能的维持和癌症的发生也与微生物节律相关；⑤ 将来有必要增进对菌群节律性在宿主生理和疾病中作用的了解。

Microbiome diurnal rhythmicity and its impact on host physiology and disease risk
03-15, doi: 10.15252/embr.201847129

【主编评语】Eran Elinav等人近期在《EMBO Reports》发表综述，回顾总结了昼夜节律是人体和微生物共同具有的生理特征，现代生活破坏了生物钟，可导致肥胖、糖尿病、癌症和多种神经退行性疾病，而这些疾病又与菌群生态失衡也存在密切关系。宿主-菌群之间相互作用的节律性也可能对疾病产生重要影响。（@高春辉）

Nature Reviews：关注生物钟与新陈代谢

Nature Reviews Molecular Cell Biology[IF:35.612]

① 哺乳动物拥有多种系统和分子机制，将生物钟与从细胞器到整个生物体的所有水平的代谢联系起来；② 细胞都配备昼夜节律振子，由主时钟控制，通过控制代谢通路的限速步骤赋予单个细胞和器官节律性；③ 昼夜节律调节营养、能量和氧化还原水平信号；④ 昼夜节律和代谢间的互作很广泛，节律失调会引起各种病理现象；⑤ 今后需整合代谢途径和生物钟研究，研究潜在分子机制，扩展相关代谢途径库，开发新模型解决昼夜节律代谢紊乱的病理后果。

Crosstalk between metabolism and circadian clocks
01-11, doi: 10.1038/s41580-018-0096-9

【主编评语】哺乳动物的昼夜节律影响新陈代谢。《Nature Reviews Molecular Cell Biology》发表一篇综述，系统性讨论哺乳动物新陈代谢和生物钟之间的相互作用以及各种潜在的机制，涉及饮食、菌群代谢以及各种代谢相关疾病，值得参考。（@小肠君）

Cell子刊：伤口菌群影响糖尿病伤口愈合

Cell Host and Microbe[IF:17.872]

① 神经性糖尿病足溃疡伤口中，丰度最高的细菌属包括葡萄球菌、棒状杆菌、假单胞菌和链球菌；② 金黄色葡萄球菌的菌株差异影响伤口预后，生物被膜形成相关基因与不良预后有关；③ 共生细菌或环境细菌（如纹带棒状杆菌和粪产碱菌）对伤口的严重程度及康复也具有显著影响；④ 伤口菌群中抗生素耐药性基因分布广泛，相比于抗生素治疗，清创术可显著改变伤口菌群；⑤ 清创术减少伤口中厌氧细菌，促进伤口愈合；⑥ 伤口菌群有望预测临床预后和疗效。

Strain- and Species-Level Variation in the Microbiome of Diabetic Wounds Is Associated with Clinical Outcomes and Therapeutic Efficacy
04-18, doi: 10.1016/j.chom.2019.03.006

【主编评语】慢性伤口是糖尿病相关的重度并发症之一。《Cell Host and Microbe》近期发表研究，发现神经性糖尿病足溃疡伤口中菌群的种属水平差异会影响患者预后，而清创术比抗生素治疗对伤口菌群的影响更显著。该结果指示，伤口菌群可能可以指示糖尿病相关慢性伤口的预后。（@小肠君）

关注“共生功能体”研究

Microbiome[IF:9.133]

① 共生功能体理论最初仅指宿主和单一共生生物，后引申为宿主及其相关菌群；② 共生菌群与宿主之间存在广泛的互作，在宿主的生理、生态和进化中发挥重要作用；③ 共生功能体理论与研究的热点包括宿主体内菌群特性及其研究方法、共生菌群的建立和传播、共生菌群与宿主的互作机制；④ 通过修复菌群进行疾病预防和治疗，是共生功能体研究潜在应用方向；⑤ 菌群基因组变化促进了共生功能体对环境的适应性，共生功能体被认为是一种进化选择单位。

Host-microbiota interactions: from holobiont theory to analysis
01-11, doi: 10.1186/s40168-019-0619-4

【主编评语】《Microbiome》近期发表一篇评论文章，总结了共生功能体概念的演变，以及近年来共生菌群-宿主互作领域的研究热点、潜在运用和发展方向，值得参考。（@小肠君）

HULK：k-mer频谱草图用于微生物组快速分析

Microbiome[IF:9.133]

① HULK方法可被用来为微生物组测序数据创建一个小型的草图，它占用的存储空间小（只有几KB）而且快，在可在PC机上快速可以运行（每次仅需几分钟）；② 算法用 Go 语言写成，核心是基于 Count-Min Sketch 算法的 k-mer 统计；③ 在创建特征草图后，使用 Jaccard 方法计算不同菌群的相似性程度，可以将来源于空气、皮肤、肠道、尿道和口腔的菌群数据分辨开来；④ 使用机器学习方法，可以准确预测未知菌群的来源、处理等信息。

Streaming histogram sketching for rapid microbiome analytics
03-16, doi: 10.1186/s40168-019-0653-2

【主编评语】近年来公共可用微生物组数据的增长为基因组研究提供了宝贵的资源。大量的微生物组数据，以及微生物组研究的广泛普及和临床宏基因组学时代的到来，意味着迫切需要开发能够在短时间内处理大量数据的分析方法。为了满足这一需求，发表于《Microbiome》的研究提出了一种使用流式k-mer频谱的相似性草图表示微生物组测序数据差异的新方法。这些草图允许近似实时地进行差异估计，快速的微生物组目录搜索和微生物组样品的分类。项目地址：https://github.com/will-rowe/hulk 。（@高春辉）

精确检测菌群代谢产物的新方法

Analytical Chemistry[IF:6.042]

① 全局优化的靶向二次电喷雾电离质谱法（SESI-GOT-MS/MS）与靶向二次电喷雾电离质谱法（SESI-MS/MS），均可用于分析人类结肠模型（HCM）中肠道菌群的挥发性代谢产物；② SESI-GOT-MS/MS法与靶向SESI-MS/MS法检测到的特征代谢物数量相似，分别为77和75，方法重现性好；③ 无论是否加入绿茶提取物，两种方法均能鉴别出HCM的肠道微生物差异，且均能区分绿茶提取物干预的不同时期；④ 两种方法均可有效检测肠道微生物的代谢物及其变化。

Headspace Gas Monitoring of Gut Microbiota Using Targeted and Globally Optimized Targeted Secondary Electrospray Ionization Mass Spectrometry
2018-12-05, doi: 10.1021/acs.analchem.8b03517

【主编评语】菌群代谢产物的分析依赖于质谱分析。《Analytical Chemistry》近期发表研究，将二次电喷雾电离与两种质谱分析法联用，可以检测体外结肠模型中肠道菌群的挥发性代谢产物以及变化，有助于菌群代谢组的研究。（@小肠君）

昆虫的杀虫剂耐受性可能由肠道菌群介导

Frontiers in Microbiology[IF:4.019]

① 从小菜蛾的肠道中分离出的肠球菌属、肠杆菌属和沙雷氏菌属，在体外降解农药毒死蜱的能力相似；② 肠球菌属可增加小菜蛾对毒死蜱的耐受性，肠杆菌属降低耐受性，沙雷氏菌属及所有灭活细菌对耐受性没有作用；③ 肠球菌属、维生素C和阿司匹林可增加农药耐受性，影响小菜蛾产抗菌肽能力，如下调天蚕素表达、上调荧光蛋白表达；④ 与耐受性无关的细菌无法对小菜蛾产抗菌肽能力产生上述影响；⑤ 肠道菌群介导的耐受机制可能与小菜蛾免疫系统有关。

Gut Microbiota Mediate Insecticide Resistance in the Diamondback Moth, (L.)
2018-01-23, doi: 10.3389/fmicb.2018.00025

【主编评语】昆虫对杀虫剂的耐受性可能与肠道菌群有关。《Frontiers in Microbiology》近期发表研究，发现不同肠道细菌对小菜蛾的杀虫剂耐受性影响不同，而且该影响可能与小菜蛾抗菌肽产生能力有关，提示肠道菌群对小菜蛾耐受性的影响机制可能涉及菌群-免疫系统互作。（@小肠君）

英国的减糖计划有望缓解肥胖和相关疾病状况

British Medical Journal[IF:23.259]

① 英国减糖计划的目标是2020年前减少部分食品20%含糖量，旨在肥胖和相关疾病；② 纳入1508名参与者模拟英国4-80岁人口，如减糖计划成功，每日能量摄入和肥胖率的下降在4-10岁人群中为25kcal和5.5%，在11-18岁人群中为25kcal和2.2%，在成人中为19kcal和5.5%；③ 十年中可避免损失51729个QALY，可减少154550例糖尿病以及2.858亿英镑的相关医疗保健花费；④ 在饮食模式或产品配方无意外变化的前提下，该计划可减轻肥胖和相关疾病的负担。

Estimating the potential impact of the UK government’s sugar reduction programme on child and adult health: modelling study
04-17, doi: 10.1136/bmj.l1417

【主编评语】英国计划在2020年前降低食品含糖量来控制肥胖。《British Medical Journal》近期发表研究，纳入1508名参与者来模拟并评估该计划对肥胖、相关疾病以及医疗健康花费的影响，发现如果计划顺利实施可显著减轻肥胖和疾病风险、节约医疗花费。该结果对于指导肥胖控制、制定饮食和健康政策有参考价值（@小肠君）

感谢本期日报的创作者：高春辉，刘敏，小肠君，高德岷，祁玉丽，杨展，迟卉

点击阅读过去10天的日报：

点击阅读原文，查看更多热心肠日报的内容