粪菌移植前沿：未来的研究和应用有哪些关键要素 | 热心肠日报

今天是第1263期日报。

Gut：粪菌移植研究和实践的关键要素

Gut[IF:17.943]

① FMT的疗效，与受体菌群组成和功能差异，以及供体/受体的生理和遗传因素有关；② 供体菌群组成可能影响FMT对复发性艰难梭菌感染和溃疡性结肠炎的疗效；③ 优化FMT：合理匹配供体受体、FMT前测试受体菌群、FMT前抗生素处理受体；④ FMT粪悬液需新鲜、冷冻或冻干，考虑菌的耐氧情况，可通过传统/内镜方式（如TET）或口服胶囊给药，注意频率和剂量；⑤ FMT可平衡真菌、病毒和细菌以促进菌群稳态；⑥ FMT不可一刀切，应针对不同疾病选择特定菌群。

Scientific frontiers in faecal microbiota transplantation: joint document of Asia-Pacific Association of Gastroenterology (APAGE) and Asia-Pacific Society for Digestive Endoscopy (APSDE)
10-14, doi: 10.1136/gutjnl-2019-319407

【主编评语】粪菌移植（FMT）能用于治疗复发性艰难梭菌感染，且在其它疾病，如IBD、IBS、自闭症中的治疗中也有所涉及。但是， FMT中的供体选择尚缺乏统一标准，并且FMT中具有潜在治疗作用的微生物和生物活性物质也存在未知。在香港举行的会议上，包括香港中文大学黄秀娟、广州市第一人民医院周永健、南京医科大学第二附属医院张发明在内的亚太地区16名专家，通过文献评估和圆桌讨论的形式，就FMT相关问题发表观点并讨论了FMT的前景：(1) 供体和受体菌群组成在FMT治疗中作用，(2) FMT中关键物种和微生物预测因子的概念，(3) 评估菌群变化的方法，(4) 受体概况和抗生素预处理对FMT移植和菌群维持的可能影响，(5) FMT制剂和给药的新进展。推荐阅读！（@nana）

Nature Reviews：偏头痛中的代谢问题和饮食干预治疗（综述）

Nature Reviews Neurology[IF:21.155]

① 偏头痛发作普遍源于大脑能量代谢或氧化应激失衡，这与下丘脑激活、皮质扩散抑制和三叉神经血管系统激活有关；② 偏头痛患者发病间期大脑中ATP和线粒体磷酸化水平降低，外周组织中线粒体酶功能、氧化应激和葡萄糖代谢功能异常；③ 偏头痛患者存在非编码线粒体DNA和核编码线粒体蛋白的单核苷酸多态性，与偏头痛相关的常见基因变异和线粒体代谢有关；④ 核黄素和辅酶Q10等代谢增强剂、生酮饮食、有氧运动、预防性药物可改善治疗偏头痛。

The metabolic face of migraine — from pathophysiology to treatment
10-04, doi: 10.1038/s41582-019-0255-4

【主编评语】偏头痛是一种常见症状，通常发生在大脑能量储备与工作量不匹配的遗传易感个体上。越来越多的临床证据表明，偏头痛是大脑能量不足或氧化应激水平超过抗氧化能力时的一种反应，这种发作本身有助于恢复大脑能量平衡，降低有害的氧化应激水平。Nature Reviews Neurology近期发表综述，主要介绍了偏头痛相关的代谢因素以及补充剂和饮食干预方法，值得关注。（@mildbreeze）

江南大学：不同糖脂比的高能量饮食，导致功能相似的促肥胖菌群

mSystems[IF:6.519]

① 小鼠分别喂食2种具有不同的脂肪/糖比值及相同能量密度的高能量饮食：高脂饮食及高糖饮食，持续干预120天；② 2种饮食均可引起小鼠的前驱糖尿病，导致小鼠超重并表现出代谢综合征的特征；③ 2种饮食导致了小鼠肠道菌群在门及目水平上的显著差异，但小鼠的肠道菌群有着类似的基因谱及代谢通路（多与能量代谢与脂质及氨基酸的生物合成相关）；④ 喂食2种饮食的小鼠有着多种与脂肪生成及炎症相关的共同代谢产物（天冬氨酸、菜油甾醇等）。

Distinct Gut Microbiota Induced by Different Fat-to-Sugar-Ratio High-Energy Diets Share Similar Pro-obesity Genetic and Metabolite Profiles in Prediabetic Mice
10-08, doi: 10.1128/mSystems.00219-19

【主编评语】来自江南大学的陈永泉团队在mSystems上发表的一项最新研究，发现给小鼠喂食具有不同的脂肪/糖比值的高能量饮食，均可引起小鼠的前驱糖尿病症状；虽然不同的糖脂比导致小鼠有着不同的菌群组成，但小鼠表现出了类似的菌群基因谱、代谢功能及代谢产物。（@szx）

菌群帮助宿主活化膳食硝酸盐，促心血管健康

Free Radical Biology and Medicine[IF:5.657]

① 接受西方饮食和NO合成酶抑制剂 L-NAME喂养后，常规小鼠和无菌小鼠的体重、脂肪量和血压均升高，糖耐量受损；② 饮食中的硝酸盐可以提高常规小鼠的糖耐量，部分地防止血压升高，但对无菌小鼠则没有作用；③ 无菌小鼠分离的血管在NO供体硝普钠作用下明显扩张，与常规小鼠类似；④ 经灌胃急性给予亚硝酸盐，常规小鼠和无菌小鼠的血压降低程度相似；⑤ 研究证明，宿主共生菌群对饮食中的硝酸盐的生物活化作用不可或缺，进而有利于心血管代谢功能。

The obligatory role of host microbiota in bioactivation of dietary nitrate
10-07, doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2019.10.003

【主编评语】文章利用常规小鼠和无菌小鼠模型对照研究了菌群对于膳食硝酸盐活化不可或缺的作用。该研究成果再一次证实了宿主和菌群之间的互利共生关系。（@兵兵）

补充无机硝酸/亚硝酸盐，不能改善骨骼肌线粒体代谢

American Journal of Clinical Nutrition[IF:6.568]

① 补充硝酸钠和亚硝酸钠，均未改变小鼠骨骼肌线粒体耦合效率；② 亚硝酸盐组和盐水组的解偶联蛋白（UCP）3、ADP/ATP载体蛋白（AAC）1、AAC2和磷酸化丙酮酸脱氢酶（PDH）状态没有差异；③ 在冠状动脉搭桥术患者的骨骼肌活检实验中，也观察到类似的结果；④ 由此可见，补充无机硝酸盐和亚硝酸盐产生的运动益处，不是通过改善骨骼肌线粒体代谢效率介导的；⑤ 但并不排除无机硝酸盐和亚硝酸盐的潜在益处可能是通过血管效应介导的。

Inorganic nitrate and nitrite supplementation fails to improve skeletal muscle mitochondrial efficiency in mice and humans
10-10, doi: 10.1093/ajcn/nqz245

【主编评语】研究结合了小鼠实验和人群研究结果，发现膳食补充无机硝酸盐和亚硝酸盐并没有增加骨骼肌线粒体代谢效率。这也就说明无机硝酸盐和亚硝酸盐带来的疗效，并不是直接通过改善骨骼肌线粒体代谢效率介导的。补充无机硝酸盐和亚硝酸盐对机体代谢的影响，以及进而带来的血管效应，也许是一个解释。无机硝酸盐和亚硝酸盐带来的运动益处机理需要进一步研究。（@兵兵）

橄榄叶提取物调节肠道菌群和免疫，改善肥胖小鼠代谢和心血管健康

Pharmacological Research[IF:5.574]

① 橄榄叶提取物（OLE）可以缓解高脂膳食（HFD）诱导的C57BL/6J小鼠的体重增加、基础血糖和胰岛素抵抗，改善血脂成分，具有剂量依赖性；② OLE显著降低HFD诱导的脂肪合成关键基因（如PPARs、脂联素、瘦素受体），降低肝脏和脂肪组织中炎症因子（如Tnf-α、Il-1β、Il-6 ）的表达；③ OLE降低厚壁菌门/拟杆菌门比例等，缓解与肥胖相关的菌群失调；④ 粪菌移植实验也证明了OLE对HFD诱导的肥胖小鼠的上述调节作用；⑤ OLE可以改善HFD小鼠的代谢紊乱。

The metabolic and vascular protective effects of Olive (Olea europaea L.) leaf extract in diet-induced obesity in mice are related to the amelioration of gut microbiota dysbiosis and to its immunomodulatory properties
10-11, doi: 10.1016/j.phrs.2019.104487

【主编评语】文章研究了摄食不同剂量（1、10 和 25 mg/kg/day）橄榄叶提取物（OLE）后，高脂膳食小鼠的体征以及代谢特点。结果发现OLE可以缓解高脂膳食诱导的小鼠代谢紊乱，尤其是血糖/脂特点、炎症以及脂肪代谢相关因子等方面。基于上述现象，又利用粪菌移植的方法进行验证，使上述结论更有说服力。（@兵兵）

亚致死剂量抗生素影响肠道菌群的机制

PNAS[IF:9.58]

① 对限菌斑马鱼（体内仅有霍乱弧菌ZWU0020及阴沟肠杆菌ZOR0014）进行活体成像，分析亚致死剂量的环丙沙星对2株细菌的作用机制；② 亚致死剂量的环丙沙星减少了肠道中的霍乱弧菌及阴沟肠杆菌丰度，并且对阴沟肠杆菌的影响显著大于对霍乱弧菌的影响；③ 机制上，亚致死剂量的环丙沙星促进了细菌的聚集，导致更多聚集后的细菌被肠道的机械收缩排出；④ 相比于浮游生长的霍乱弧菌，更易于聚集的阴沟肠杆菌受到亚致死剂量的环丙沙星的影响更大。

Sublethal antibiotics collapse gut bacterial populations by enhancing aggregation and expulsion
10-07, doi: 10.1073/pnas.1907567116

【主编评语】亚致死剂量的抗生素可引起肠道菌群的巨大变化，但机制尚未明确。来自PNAS上发表的一项最新研究，使用限菌斑马鱼作为模式动物，利用活体成像技术发现，亚致死剂量的抗生素可促进肠道细菌的聚集，并导致容易聚集生长的细菌更易被肠道的机械收缩排出。（@szx）

北大陆雅海组揭示群落构建过程的平衡介导农田土壤微生物群落物种共存

ISME Journal[IF:9.493]

① 本文研究了中国东部不同生境和地区的玉米（水不饱和）和水稻（水饱和）田土壤古菌、细菌和真菌的群落结构；② 通过方差分解、零模型和中性群落模型来分析群落构建过程；③ 发现当群落构建主要受扩散限制（相对于物种选择）驱动时，微生物的共发生联系更多，说明物种选择和扩散限制的平衡介导了土壤微生物群落中物种共存；④ 这项研究增强了我们对微生物生态系统中现代共存理论的理解。

Balance between community assembly processes mediates species coexistence in agricultural soil microbiomes across eastern China
10-14, doi: 10.1038/s41396-019-0522-9

【主编评语】理解生物多样性的产生和维持是生态学的关键主题。目前，对于群落构建过程与微生物生态系统共发生物种的生态策略之间的关系仍然缺乏足够的了解。北大陆雅海组的博士后焦硕在ISME发表文章，揭示了不同生境和区域农业生态系统土壤微生物群落构建与物种共存生态策略之间的联系，可促进农业生态系统微生物群落的管理，基于重组和共现过程的恢复策略，以更好地应对生境破碎和气候变化。（@刘永鑫）

感谢本期日报的创作者：迟卉，Sophia，szx，王文东，大月半，刘永鑫

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