《自然·医学》双发：靶向肠道菌群或可改善食物过敏和运动能力 | 热心肠日报

今天是第1142期日报。

Nature子刊：菌群疗法诱导特定T细胞，或是治疗食物过敏新策略

Nature Medicine[IF:30.641]

① 食物过敏（FA）婴儿的肠道菌群失调并随时间演变，梭菌目成员尤受影响，特别是S. variabile，FA菌群无法保护小鼠抵御FA；② FA中对肠道菌群的免疫应答异常，粪便菌群结合的sIgA减少、IgE增多；③ 联用6种梭菌属细菌，或5种免疫调节性拟杆菌目细菌，或单独用S. variabile，可改善粘膜免疫应答，抑制小鼠FA，而口服丁酸无效；④ 细菌治疗通过MyD88依赖性的方式，促进生成ROR-γt+ Treg，从而抑制FA；⑤ FA婴儿和小鼠中这类Treg水平显著降低。

Microbiota therapy acts via a regulatory T cell MyD88/RORγt pathway to suppress food allergy
06-24, doi: 10.1038/s41591-019-0461-z

【主编评语】食物过敏（FA）与肠道菌群失调相关，《Nature Medicine》上线的一项最新研究，对FA婴儿的肠道菌群特征进行了纵向分析，鉴定出菌群失调和肠道免疫异常的特征，在小鼠中验证了FA菌群的致病性，通过细菌疗法有效抑制了小鼠FA，并揭示出背后的生物学机制，表明ROR-γt+ Treg细胞在改善FA中具有关键作用，这些发现为深入理解肠道菌群在FA中的作用，以及开发菌群靶向疗法来治疗FA，有重要意义。（@李丹宜）

Nature子刊：特定肠道菌将乳酸代谢为丙酸，或可增强运动能力

Nature Medicine[IF:30.641]

① 马拉松选手长跑后，肠道菌群中韦荣球菌属丰度上升，从选手粪便中分离出一株非典型韦荣球菌，给小鼠灌胃可显著增加其力竭跑步时间；② 对优秀运动员队列进行宏基因组学分析，发现运动后韦荣球菌属将乳酸代谢为丙酸的甲基丙二酰辅酶A通路的基因丰度上升；③ 同位素标记表明，血清乳酸可跨越肠上皮屏障进入小鼠肠道；④ 结肠内灌注丙酸也可增长小鼠力竭跑步时间；⑤ 韦荣球菌通过将运动生成的乳酸代谢为丙酸，来增强运动性能。

Meta-omics analysis of elite athletes identifies a performance-enhancing microbe that functions via lactate metabolism
06-24, doi: 10.1038/s41591-019-0485-4

【主编评语】肠道菌群与许多生理功能存在密切关联，《Nature Medicine》最新发表的一项有趣研究，发现运动员中肠道内的韦荣球菌与运动能力存在关联，并进一步在小鼠中揭示出这类细菌或许是通过将运动生成的乳酸转化为丙酸，来发挥增强运动性能的作用，这些发现是否会催生改善运动员表现的菌群干预方法？让我们拭目以待~（@李丹宜）

赵方庆团队：洗牙后口腔菌群的变化和重建

Gut[IF:17.943]

① 对9名个体洗牙前和之后3个月11个时间点采样，分析唾液和牙菌斑菌群的纵向变化；② 牙菌斑菌群在整个过程中波动明显，洗牙后7小时到3天，其组成与洗牙前差异最大；③ 唾液菌群相对稳定，是牙菌斑菌群的主要补充来源；④ 牙菌斑生物膜的菌群组成变化可分3个时期：洗牙后菌群解构，1天后严重偏离原始状态，3天后重建直至逐渐恢复；⑤ 聚类和共现网络分析显示，在中期变化剧烈的细菌与早期定植菌发生互作，可能在牙菌斑生物膜发育中有关键作用。

Tracing the accumulation of in vivo human oral microbiota elucidates microbial community dynamics at the gateway to the GI tract
06-20, doi: 10.1136/gutjnl-2019-318977

【主编评语】洗牙是常用的牙菌斑清理手段，《Gut》上周发表了来自中国科学院北京生命科学研究院赵方庆团队的最新研究，对洗牙前后的唾液和牙菌斑菌群进行纵向分析，细致地揭示了牙菌斑生物膜从解构到重建过程中的菌群动态变化和长期稳定性，以及其中的关键时间点和阶段，并表明与剧烈波动的牙菌斑菌群相比，唾液菌群保持相对稳定。这些发现对于开发用口腔菌群作为疾病标志物，很有参考意义，提示取样时间和位置的重要性。（@李丹宜）

Cell子刊：潜在有益肠道菌或通过交叉反应触发自身免疫疾病

Cell Host and Microbe[IF:15.753]

① 抗磷脂综合征（APS）主要自身抗原β2GPI的核心表位，在肠道罗斯拜瑞氏菌（R. int）中存在模拟表位；② APS患者有肠道炎症，其β2GPI特异性CD4+ Th1可与R. int及其模拟表位发生交叉反应；③ APS致病性自身抗体可结合R. int表达的DNA甲基转移酶（DNMT）模拟表位；④ APS患者中抗R. int DNMT IgG水平显著升高，其滴度与抗β2GPI IgG滴度相关；⑤ R. int可诱导小鼠产生β2GPI特异性淋巴细胞和自身抗体，给易感小鼠灌胃R. int可诱导自身免疫病理。

Pathogenic Autoreactive T and B Cells Cross-React with Mimotopes Expressed by a Common Human Gut Commensal to Trigger Autoimmunity
06-18, doi: 10.1016/j.chom.2019.05.003

【主编评语】抗磷脂综合征（APS）是一种自身免疫疾病，β2糖蛋白I（β2GPI）是主要自身抗原，可被患者免疫细胞识别并攻击，《Cell Host and Microbe》近期发表的一项研究，从一种常见肠道共生菌Roseburia intestinalis（R. int）中鉴定出与β2GPI核心抗原表位极为相似的模拟表位序列，发现APS患者的免疫细胞和自身抗体可与R. int的模拟表位发生交叉反应，而R. int也可引起易感小鼠发生自身免疫疾病。有意思的是，此前有研究显示R. int是潜在有益菌，可产生丁酸，但这项研究表明这种菌在易感个体中或许是触发APS的“压垮骆驼的最后一根稻草”，再次提示肠道菌的“好”与“坏”并非一成不变。（@李丹宜）

宿主差异可影响与饲料利用效率相关的瘤胃菌群特征

Microbiome[IF:10.465]

① 对709头3个不同品种的肉牛研究发现：瘤胃菌群多样性指数、34％菌群（59/174）的相对丰度和总细菌数等均具有可遗传性（遗传力估计值≥0.15）；② 中度可遗传的瘤胃菌群特征与宿主饲料利用效率和瘤胃代谢能力（挥发性脂肪酸）有关；③ 分布在12个染色体上的19个单核苷酸多态性（SNPs）与14个瘤胃菌属相关（其中的12个遗传力估计值≥0.15）；④ 5个与饲料利用效率相关的SNPs与瘤胃球菌属、YRC22、未分类的食物谷菌科和艰难杆菌科有关。

Host genetics influence the rumen microbiota and heritable rumen microbial features associate with feed efficiency in cattle
06-13, doi: 10.1186/s40168-019-0699-1

【主编评语】“牛牛要想长得好，瘤胃菌群少不了”。一项队列研究发现了与饲料利用效率相关的菌群区系和SNP，为未来借助改造瘤胃菌群和提高饲养效率带来了新的可能。（@高春辉）

菌群与宿主互作促进羔羊瘤胃壁的发育

Microbiome[IF:10.465]

① 在饲喂后，瘤胃中pH降低，乙酸与丁酸浓度增加，瘤胃脏器指数增加；② 乙酸产生菌（光岗菌）、乳酸产生菌、乳酸利用菌（巨球型菌）和内毛虫等在喂食组的瘤胃中富集；③ 糖降解相关基因丰度降低，但编码α-淀粉酶的GH13明显增加，其与普雷沃菌属和丁酸弧菌属的增加有关；④ 瘤胃上皮细胞中，与细胞生长相关的7个基因上调，促进细胞死亡的BAD因子下调；⑤ 乙酸、丁酸与这些基因的表达显著相关，是瘤胃发育的主要驱动者，影响瘤胃的形态和发育。

Ruminal microbiome-host crosstalk stimulates the development of the ruminal epithelium in a lamb model
06-03, doi: 10.1186/s40168-019-0701-y

【主编评语】本文使用宏基因组测序和转录组测序的方法，研究了羔羊喂食后瘤胃生理指标、菌群活性和瘤胃上皮细胞的基因表达变化。（@高春辉）

NanoARG:一个用于检测纳米孔测序宏基因组数据中细菌耐药基因的在线平台

Microbiome[IF:10.465]

① NanoARG是一款开发应用于纳米孔测序获得的环境样品宏基因组数据ARG分析的平台；② 平台提供ARG、MRG、MGE的注释分析，物种分类学注释，与已知病原体序列的比对鉴定，及不同元件连锁交互的可视化展示；③ 通过分析几个污水、活性污泥及临床样品的纳米孔测序数据，证明了NanoARG在环境ARG分析中的潜力；④ NanoARG不局限于纳米孔测序数据的分析，可应用于任何>1000bp的长DNA序列。使用纠错后的纳米孔测序数据进行ARG的检测分析准确性更高。

NanoARG: a web service for detecting and contextualizing antimicrobial resistance genes from nanopore-derived metagenomes
06-07, doi: 10.1186/s40168-019-0703-9

【主编评语】NanoARG中的Nano代表着这是一款专门为纳米孔测序结果开发或优化的抗性基因分析软件。（@高春辉）

CRTAM影响肠道菌群并恶化感染

Journal of Immunology[IF:4.718]

① CRTAM是表达于上皮内T细胞的细胞粘附分子，在稳态调条件下调控肠道内菌群组成；② CRTAM缺失型小鼠在受到沙门氏菌感染时，Th17反应较弱，炎症水平低，沙门氏菌载量低，其他微生物类群丰度高；③ 野生型小鼠的肠道菌群，会在感染了沙门氏菌的无菌小鼠中诱导CRTAM表达和Th17炎症反应，CRTAM缺失小鼠的菌群无此作用；④ CRTAM可能通过促进炎症反应来增加宿主的沙门氏菌易感性；⑤ CRTAM的表达和肠道菌群间存在互作，影响机体对肠道感染的抵抗。

CRTAM Shapes the Gut Microbiota and Enhances the Severity of Infection
05-29, doi: 10.4049/jimmunol.1800890

【主编评语】肠道淋巴细胞和菌群存在互作，共同影响机体免疫反应。《Journal of Immunology》近期发表研究，发现表达于上皮内T细胞的细胞粘附分子CRTAM很可能通过调节菌群和炎症反应来影响肠道细菌感染。该结果对于阐释宿主免疫-菌群互作具有参考价值。（@小肠君）

感谢本期日报的创作者：李丹宜，米见对，段海蓉，余莉

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