《科学》亮点：揪出人类菌群中的生物活性分子 | 热心肠日报

今天是第1243期日报。

Science：从人类微生物组中揪出菌群的生物活性小分子

Science[IF:41.037]

① 开发一种计算机算法MetaBGC，可基于宏基因组测序的读段数据，鉴定人类微生物组中的小分子生物合成基因簇（BGC）；② 用MetaBGC分析2544个人类宏基因组样本，发现约半数个体的菌群中都存在II型聚酮合酶（TII-PKS）的BGC，其中13个为新发现的，被多样化的菌群成员编码和表达；③ 用合成生物学策略对新发现的TII-PKS BGC产物进行表达和纯化，明确了分子结构，并发现这类分子具有抗菌活性，可能在生态位竞争和宿主防御中发挥作用。

A metagenomic strategy for harnessing the chemical repertoire of the human microbiome
10-04, doi: 10.1126/science.aax9176

【主编评语】已有不少研究揭示了菌群在生理和疾病中的作用，但其中涉及的菌群分子和相关机制仍有很多未知。Science刚刚发表了由普林斯顿大学Mohamed S. Donia团队主导的最新研究，报道了一种新的算法MetaBGC，与合成生物学方法结合使用，可从人类宏基因组数据中鉴定具有生物活性作用的菌群小分子。该研究以II型聚酮合酶（TII-PKS）的生物合成基因簇（BGC）为例进行分析（这是一类不常见的细菌BGC，但其已知的小分子产物中包括四环素和抗癌药阿霉素，可作为临床药物使用），表明TII-PKS BGC广泛存在于人类微生物组成员中。这种微生物组分析方法，为系统性研究介导菌群-宿主以及菌群-菌群互作的生物活性分子，提供了有力手段。（@李丹宜）

Nature：人工设计的细胞因子治疗2型糖尿病

Nature[IF:43.07]

① 人工设计并合成gp130受体的配体——IC7Fc：将IL-6的gp130结合位点替换为CNTF的LIF受体结合位点，并与IgG Fc融合；② IC7Fc可以减少小鼠的肝脏脂肪变性，增加肝脏脂肪酸氧化和胰岛素分泌，从而改善葡萄糖稳态，抑制体重增加；③ 与其他药物不同，IC7Fc可以同时增加胰高血糖素和肠促胰岛素反应；④ 另外，IC7Fc可通过激活转录调节因子YAP1增加或防止骨骼肌质量丢失；⑤ 在非人灵长类动物中，IC7Fc治疗未导致炎症或免疫原性迹象。

Treatment of type 2 diabetes with the designer cytokine IC7Fc
09-25, doi: 10.1038/s41586-019-1601-9

【主编评语】gp130受体的配体——细胞因子IL-6和CNTF可改善代谢稳态，但对2型糖尿病的治疗作用有限。来自Nature上发表的一项最新研究，设计并合成了一种新型细胞因子-IL7Fc，可通过IL-6受体依赖性方式及类似CNTF的形式激活gp130信号通路，以改善小鼠的葡萄糖稳态、肝性脂肪变性及骨骼肌质量丢失。另外，IL7Fc在非人灵长类动物中表现出了较好的安全性。（@Lexi）

Science子刊：针灸帮大鼠戒酒

Science advances[IF:12.804]

① 对酒精依赖性大鼠进行神门穴针灸，或向NAc（伏隔核）注射β-内啡肽，两者都减轻了酒精戒断性震颤、自我饮酒率和焦虑；② 神门穴针灸提高了NAc胞外的β-内啡肽、NAc自发性发电频率、ARC（弓状核）神经元c-Fos的表达；③ NAc内注射β内啡肽提高了酒精依赖性大鼠腹侧被盖区的酪氨酸羟化酶（TH）阳性细胞和THser40细胞；④ 除了自发性发电频率，针灸对正常大鼠的影响无显著性；⑤ 针灸通过激活脑通路，为酒精使用障碍提供了新的潜在治疗策略。

Acupuncture attenuates alcohol dependence through activation of endorphinergic input to the nucleus accumbens from the arcuate nucleus
09-04, doi: 10.1126/sciadv.aax1342

【主编评语】Science advances上发表的一项最新研究，在酒精依赖大鼠模型中发现，与向伏隔核注射β-内啡肽的作用类似，神门穴针灸可通过提升伏隔核中的β-内啡肽水平，增强弓状核的神经元活性，从而缓解酒精依赖症状。（@沈志勋）

女性生殖道感染过程中的宿主-病原体互作（综述）

Trends in Microbiology[IF:11.974]

① 女性不同年龄期生殖道（FGT）微生物组成及微环境有差异；② 健康FGT菌群以乳杆菌为主，可产乳酸、抗菌肽等，与上皮细胞和宫颈阴道分泌物，共同组成抵抗病原体入侵的屏障；③ FGT菌群中也存在病原体，包括细菌、酵母菌和原生动物，当其数量超过乳杆菌时，可导致FGT感染；④ 感染的主要机制包括：黏附和形成生物膜、侵入细胞、分泌毒性因子、获取营养、逃避宿主防御等；⑤ 病原体还可通过与其它微生物互作，促进定植和感染。

Host–Pathogen Interactions during Female Genital Tract Infections
08-23, doi: 10.1016/j.tim.2019.07.006

【主编评语】女性生殖道（FGT）的微生物群失衡，可导致FGT感染。Trends in Microbiology近期发表属，主要以阴道加德纳菌、生殖道支原体、人支原体、淋病奈瑟氏球菌、无乳链球菌、沙眼衣原体、阴道毛滴虫、念球菌等FGT相关病原体为例，探讨了这些病原体导致FGT感染的多种机制，重点关注了该过程中的宿主-病原体互作。（@李丹宜）

用塑料茶包泡茶，可能喝进数百亿塑料颗粒

Environmental Science & Technology[IF:7.149]

① 将一袋塑料茶包浸泡于95℃的热水中，可在茶水中释放大约116亿个塑料微粒及31亿个纳米塑料颗粒；② 释放于茶水中的颗粒的组成与茶包中的一致（均为尼龙及聚对苯二甲酸乙二醇酯）；③ 从茶包释放进入茶水中的尼龙及聚对苯二甲酸乙二醇酯颗粒的量级，远远高于其它食品中的塑料颗粒；④ 将大型蚤置于含有塑料颗粒的茶水中，发现茶包中的塑料颗粒以剂量依赖性方式影响大型蚤的行为及身体形态。

Plastic Teabags Release Billions of Microparticles and Nanoparticles into Tea
09-25, doi: 10.1021/acs.est.9b02540

【主编评语】Environmental Science & Technology上发表的一项最新研究发现，使用塑料茶包泡茶，茶包中的数百亿塑料颗粒（包括微粒及纳米颗粒）可能释放进入茶水中，而含有塑料颗粒的茶水对大型蚤的行为及身体形态有一定影响。（@沈志勋）

亚油酸或可防治哮喘

American Journal of Clinical Nutrition[IF:6.568]

① 纳入19954名哮喘患者及107715名健康对照进行孟德尔随机化研究；② 从GWAS研究结果中选取18个互不关联的、与亚油酸相关的SNP用于预测受试者的亚油酸暴露水平；③ 通过基因预测的亚油酸暴露水平与较低的哮喘风险显著相关，并与较低的嗜酸性粒细胞数量、较低的中性粒细胞数量显著相关；④ 从GWAS研究结果中选取16个与哮喘风险相关的SNP，发现通过基因预测的哮喘风险与亚油酸无显著关联；⑤ 结果说明，亚油酸可能通过减少血液白细胞降低哮喘风险。

The role of linoleic acid in asthma and inflammatory markers: a Mendelian randomization study
07-09, doi: 10.1093/ajcn/nqz130

【主编评语】亚油酸是一种蔬菜油中的ω-6多不饱和脂肪酸，被认为可抑制免疫应答。American Journal of Clinical Nutrition上发表的一项孟德尔随机化研究发现，亚油酸与较低的哮喘风险相关，而亚油酸可能通过减少血液中的嗜酸性粒细胞及中性粒细胞起到抑制哮喘的作用。（@沈志勋）

国内团队：特定细菌介导了卡铂治疗引发的肠道毒性

Cell Death and Disease[IF:5.959]

① 卡铂治疗可引起小鼠的肠道粘膜炎，并降低体重、引起腹泻、促进结肠中的免疫细胞浸润及肠道炎症反应；② 卡铂可改变小鼠的肠道菌群多样性和组成，其中Prevotella copri（P. copri）的丰度显著升高；③ P. copri的含量与肠道黏膜炎的严重程度呈正相关；④ 利用甲硝唑处理降低P. copri的含量，可缓解卡铂引起的小鼠肠道黏膜损伤和炎症反应；⑤ 补充P. copri可恶化卡铂导致的小鼠肠道组织损伤，破坏肠道屏障功能，增强局部及全身的炎症反应。

Prevotella copri is associated with carboplatin-induced gut toxicity
09-26, doi: 10.1038/s41419-019-1963-9

【主编评语】卡铂作为广泛使用的抗癌药物会引起肠道毒副作用。来自四川大学华西医院的杨丽团队在Cell Death and Disease上发表的一项最新研究，发现卡铂治疗引发小鼠的肠道粘膜炎，并改变了肠道菌群多样性及组成，其中，Prevotella copri可能介导了卡铂引发的肠道毒性。（@Lexi）

海藻天然产物或能缓解炎症、调节菌群

Free Radical Biology and Medicine[IF:5.657]

① 从海藻的非极性提取物（NP）中分离出cymopol及其相关天然产物；② cymopol中的醌类能对Nrf2抑制蛋白Keap1的多个半胱氨酸残基进行修饰，激活转录因子Nrf2介导的抗氧化反应，增加细胞的抗氧化能力；③ 海藻NP和cymopol，能以依赖于Nrf2的方式，降低巨噬细胞和小鼠胚胎成纤维细胞的炎症基因转录，并在斑马鱼模型中抑制嗜中性粒细胞迁移；④ 还能诱导小鼠结肠的抗氧化和抗炎反应（NP效果更好），缓解DSS诱导的结肠炎，改变肠道菌群结构。

Seaweed natural products modify the host inflammatory response via Nrf2 signaling and alter colon microbiota composition and gene expression
09-16, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.09.013

【主编评语】海藻具有化学预防和抗炎特性，但对其生物活性成分所知有限。Free Radical Biology and Medicine近期发表一项研究，揭示了海藻的非极性提取物及其中的活性成分cymopols，在细胞和动物模型中能发挥抗氧化、抗炎和调节菌群的作用和相关分子机制。（@李丹宜）

感谢本期日报的创作者：李丹宜，吴芹，杜海洋，李娜，沈志勋，张贺，章台柳

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