十字花科蔬菜的又一个潜在好处：抑制TMAO，改善代谢 | 热心肠日报

今天是第1233期日报。

Cell子刊：TMAO如何促进代谢综合征

Cell Metabolism[IF:22.415]

① 胰岛素抵抗能诱导FMO3（含核黄素单氧合酶3），促进生成肠道菌群衍生代谢物氧化三甲胺（TMAO）；② 致病浓度的TMAO可直接与内质网应激激酶PERK结合，并选择性激活未折叠蛋白反应的PERK分支，诱导转录因子FoxO1，促进高血糖症；③ PERK是TMAO诱导FoxO1过程中的必要条件，肠道菌可通过产生TMAO前体活化小鼠肝脏PERK；④ 十字花科蔬菜源的3,3’-二吲哚甲烷成分，可抑制FMO3活性，降低TMAO水平，减少PERK活化，对胰岛素抵抗的小鼠有益。

Trimethylamine N-Oxide Binds and Activates PERK to Promote Metabolic Dysfunction
09-19, doi: 10.1016/j.cmet.2019.08.021

【主编评语】菌群衍生代谢物氧化三甲胺（TMAO）与糖尿病和心血管疾病有关，Cell Metabolism近期发表的一项研究，揭示了TMAO及其受体PERK在代谢综合征发病中的核心作用和分子机制，表明用十字花科蔬菜中的特定成分，可抑制生成TMAO的酶FMO3的活性，为改善代谢功能紊乱提供了新思路。（@李丹宜）

饮食干预和药物可以调控肠道菌群产物TMAO吗？

Advances in Nutrition[IF:7.24]

① 根据PRISMA综述引用规范，分别纳入6篇和7篇关于膳食补充剂和药物对成人氧化三甲胺（TMAO）血液浓度影响的研究；② 膳食补充剂干预研究大多是随机对照实验，药物研究则偏投机性，且在实验设计和持续时间上存在很大差异；③ 多种干预手段的结果缺乏一致性，现无证据证明膳食补充剂或药物制剂能改变TMAO浓度；④ 未来需仔细设计安慰剂对照的随机试验，利用益生菌/元、抗生素或其它药物来减少菌群利用必需营养素胆碱和左旋肉碱等合成TMAO产物。

Modulation of Circulating Trimethylamine N-Oxide Concentrations by Dietary Supplements and Pharmacological Agents: A Systematic Review
05-10, doi: 10.1093/advances/nmz012

【主编评语】血液中高浓度的氧化三甲胺（TMAO）与心脏代谢疾病、慢性肾病和癌症的高风险相关，肠道菌群在其中起重要作用。肠道菌群可利用鱼、红肉、蛋黄等食品中的胆碱、左旋肉碱和甜菜碱产生三甲胺（TMA），TMA通过血液循环到肝脏后被含黄素单加氧酶（FMO3）转化成TMAO，而胆碱、左旋肉碱和甜菜碱均为人体必需营养物质。因此，未来的研究可关注调控与TMAO相关的肠道菌，实验需精心设计，避开几个高风险误差（如样本选择），实验周期也应适当增加等注意点，这些原文作者都有介绍，推荐对实验设计感兴趣的读者仔细阅读。值得注意的是，文章指出有报道称消炎药阿司匹林利用微生物TMA降解酶降低TMAO浓度，或可作为预防与TMAO相关疾病的疗法。（@陈绮翎）

营养干预调节慢性肾病患者的肠道菌群并减少有害代谢产物

Journal of Clinical Medicine[IF:5.688]

① 60名慢性肾病患者分别进行：3个月随意饮食（FD）+6个月极低蛋白饮食（VLPD）+3个月FD+6个月地中海饮食（MD），3个月FD+6个月MD+3个月FD+6个月VLPD；② VLPD减少炎症性变形菌门并增加放线菌门，MD与VLPD增加产丁酸盐的毛螺菌科、疣微菌科、普雷沃氏菌科及双歧杆菌科，减少共生致病菌肠杆菌科；③ VLPD造成的特定菌群组成变化与硫酸吲哚酚（IS）及对甲酚硫酸盐（PCS）呈负相关；④ MD与VLPD降低血清总IS、游离IS及PCS，VLPD降低血清D-乳酸盐。

Nutritional Therapy Modulates Intestinal Microbiota and Reduces Serum Levels of Total and Free Indoxyl Sulfate and P-Cresyl Sulfate in Chronic Kidney Disease (Medika Study)
09-10, doi: 10.3390/jcm8091424

【主编评语】慢性肾病患者中，肠道菌群代谢产物硫酸吲哚酚及对甲酚硫酸盐的积累可导致并发症。Journal of Clinical Medicine上发表的一项前瞻性交叉对照试验结果，发现饮食干预（极低蛋白饮食或地中海饮食）可改善慢性肾病患者的肠道菌群组成，并降低血清中的硫酸吲哚酚及对甲酚硫酸盐水平。（@沈志勋）

Nature子刊：可用于高通量菌群靶向药物筛选的体外模型

Nature Communications[IF:11.878]

① 体外肠道菌群模型可促进研究菌群与药物互作，维持体外肠道菌群的组成和功能与体内一致是关键；② 建立一种基于96深孔板的体外培养模型（MiPro），活菌数量在培养24小时后可增加4倍；③ 结合宏蛋白质组学检测技术评估发现，MiPro可维持个体肠道菌群的功能和组成稳定；④ 利用MiPro研究肠道菌群对二甲双胍的反应，体外结果与动物实验的体内结果高度相关；⑤ MiPro可作为药物-菌群互作研究的体外模型，用于菌群靶向药物的高通量筛选。

An in vitro model maintaining taxon-specific functional activities of the gut microbiome
09-12, doi: 10.1038/s41467-019-12087-8

【主编评语】肠道菌群的体外培养，对于微生物组的转化研究有重要意义。Nature Communications近期发表的一项研究，建立了一种高通量的肠道菌群体外培养模型MiPro，能较好的维持菌群的组成和功能稳定性。结合宏蛋白质组学检测技术，MiPro可作为高通量筛选平台，用于肠道菌群靶向药物的筛选与评价。（@李丹宜）

尿液铅浓度影响肠道菌群多样性及组成

Environment International[IF:7.943]

① 纳入696名成年受试者，检测尿液中的铅浓度，并分析粪便菌群的组成；② 在70岁以上、有吸烟史或仍在吸烟、未饲养宠物的女性受试者中，尿液中的铅浓度最高；③ 尿液中的铅浓度升高与粪便菌群的α多样性（p=0.071）及丰富度（p=0.005）增加相关；④ 尿液中的铅浓度与粪便菌群的β多样性显著相关；⑤ 尿液中的铅浓度升高与菌群中的变形菌门（包括伯克霍尔德菌目）显著相关。

Urinary lead concentration and composition of the adult gut microbiota in a cross-sectional population-based sample
09-10, doi: 10.1016/j.envint.2019.105122

【主编评语】铅是一种常见环境污染物，铅暴露可能影响肠道菌群组成。Environment International上发表的一项横断面研究结果，在近700名成年受试者中发现，尿液中的铅浓度与肠道菌群的多样性及组成显著相关。（@沈志勋）

儿科医生指南：设计儿童肠道菌群临床试验的考虑因素 （综述）

Journal of Clinical Medicine[IF:5.688]

① 人从婴幼儿成长为青少年，肠道菌群的组成是一个动态变化过程；② 影响儿童肠道菌群的主要因素有母体因素（如母亲代谢产物的垂直传递，母亲饮食模式和生活方式），遗传因素，分娩方式，喂养方式，胎龄，抗生素的使用，以及是否断奶；③ 次要因素包括昼夜节律和纬度时区的改变，兄弟姐妹的影响，宠物和季节性变化等；④ 进行儿童肠道菌群研究需考虑：试验设计，病人的甄选标准，样本的收集和储存，取样和检测方法，数据分析和对结果的解释等。

What Pediatricians Should Know Before Studying Gut Microbiota
08-12, doi: 10.3390/jcm8081206

【主编评语】儿童肠道菌群是菌群研究领域的一个重点，Journal of Clinical Medicine近期发表面向儿科医生的儿童肠道菌群综述，介绍了该领域的主要研究进展和发现，并对如何开展儿童肠道菌群临床研究提出了不少实用建议，特别探讨了研究中需要避免的“坑”，值得临床专业人士关注。（@李丹宜）

高脂膳食诱导磷酸酪氨酸信号网络的广泛重组

Molecular Systems Biology[IF:9.8]

① 分别建立小鼠和细胞模型，发现在体内和体外，脂质和脂肪酸超载均可以导致酪氨酸信号转导网络的大量重组；② 抑制SRC家族激酶（SFK）活性和降低活性氧负担可降低体外磷酸酪氨酸水平；③ 在体内靶向活性氧消除可逆转高脂饮食诱导的部分位点的酪氨酸磷酸化增加；④ 上述影响与在肝脏内与胰岛素抵抗同时发生；⑤ 增加SFK活性、降低活性氧水平，以及它们对磷酸酪氨酸（ptyr）磷酸酶的失活效应对饮食诱导的重组信号网络与表型输出有重要作用。

High‐fat diet in a mouse insulin‐resistant model induces widespread rewiring of the phosphotyrosine signaling network
08-01, doi: 10.15252/msb.20198849

【主编评语】本研究利用细胞和小鼠模型，分别从体外和体内两个方面，探究了高脂膳食对磷酸酪氨酸信号网络的影响。结果发现，靶向增加SRC家族激酶活性以及降低活性氧水平可能是有效措施。（@郭兵兵）

睡眠不足抑制餐后血脂反应和减少饱腹感

Journal of Lipid Research[IF:4.743]

① 本研究对高脂膳食志愿者进行了连续四个晚上的睡眠限制（每个晚上只睡五个小时）以及一个晚上的睡眠恢复（睡眠时间十个小时）；② 睡眠限制后，志愿者的餐后血脂水平降低；睡眠恢复后，其餐后血脂恢复到原来水平；③ 睡眠限制通过高脂膳食降低非酯化脂肪酸，且经历睡眠恢复后也并不能将其恢复；④ 睡眠限制也会降低饱腹感以及餐后IL6水平；⑤ 连续四晚睡眠限制后，一个晚上的睡眠恢复可以恢复甘油三酯代谢，但并不能恢复脂肪功能相关标志物。

Four nights of sleep restriction suppress the postprandial lipemic response and decrease satiety
09-04, doi: 10.1194/jlr.P094375

【主编评语】本研究着眼于睡眠不足带来的血脂代谢。研究结果表明连续四个晚上的睡眠不足便可以影响体内的脂质代谢，且睡眠恢复不可以完全将其恢复到原来水平。更广泛的志愿者群体以及甘油三酯在体内的相关代谢追踪是进一步研究的需要。（@郭兵兵）

感谢本期日报的创作者：王文东，梁婷婷，沈志勋，药农，Yan Ma，吴芹，郭兵兵

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