研究菌群与疾病的关系，可别忽视年龄因素 | 热心肠日报

今天是第1402期日报。

年龄可能影响对疾病相关菌群特征的鉴别

eLife[IF:7.551]

① 在一个包含超过2500名个体（20-89岁）的多队列数据集中，匹配年龄/区域后，分析5种主要疾病（IBD、2型糖尿病、肠息肉、结直肠癌及肝硬化）与肠道菌群的关联；② 随年龄增长，个体逐渐获得疾病相关的菌群特征，并逐渐丢失健康相关的菌群特征，年龄相关的菌群变化可能影响了对菌群-疾病关联的鉴别；③ 鉴定出与年龄增长相关的一个特定分类群集合的变化，在所有疾病中均可发现与之相似的菌群应答，该集合中的部分分类群与老年人的虚弱相关。

Adjusting for age improves identification of gut microbiome alterations in multiple diseases
03-11, doi: 10.7554/eLife.50240

【主编评语】对疾病、菌群与年龄三者之间关联的研究较少。来自eLife上发表的一项最新研究，发现随着年龄的增长，个体将逐渐获得与疾病相关的菌群特征，并鉴定出一个与年龄增长相关的分类群集合，该集合的变化在多种疾病中均可发现。该研究结果提示，年龄相关的菌群变化可能影响对菌群-疾病关联的研究。（@szx）

Nature子刊：肠道菌群可影响RNA表观遗传修饰

Nature Communications[IF:11.878]

① 对比分析正常小鼠、无菌小鼠、抗生素处理后小鼠的mRNA的m6A修饰谱；② 肠道菌群变化与盲肠中的mRNA m6A修饰相关，与肝脏中的mRNA m6A修饰关联较小；③ 肠道菌群影响了代谢、炎症及抗菌应答相关通路中的m6A修饰；④ 缺失菌群下调甲基转移酶Mettl16的表达，导致其靶mRNA之一（编码S-腺苷甲硫氨酸合成酶Mat2a）的甲基化修饰水平降低。⑤ 在无菌小鼠中定殖不同单菌株（Akk菌或植物乳杆菌），可对肝脏中的m6A修饰产生不同影响。

Impact of the gut microbiota on the m6A epitranscriptome of mouse cecum and liver
03-12, doi: 10.1038/s41467-020-15126-x

【主编评语】肠道菌群调节宿主基因表达的机制尚未完全明确。mRNA的m6A修饰对于免疫细胞分化、神经发生、应激反应、生理节律等十分重要。Nature Communications上发表的一项最新研究，发现肠道菌群可调节盲肠及肝脏中的mRNA m6A修饰，以影响代谢及免疫相关通路。机制上，菌群的缺失可下调甲基转移酶Mettl16的表达，使编码S-腺苷甲硫氨酸合成酶——Mat2a的mRNA的甲基化水平降低，从而减少Mat2a的表达。（@szx）

中山大学团队：肠道菌群失调可导致虾的白便综合征

Microbiome[IF:10.465]

① 白便综合征（WFS）是一种非传染性虾类疾病，与肠道菌群（IM）失调有关；② 与健康对照组相比，WFS虾的活动减弱，进食量降低，排出白色粪便，肠道组织病理学改变，IM丰富度和多样性明显降低；③ WFS虾的IM组成变化导致硫辛酸代谢和矿物吸收的下降，伴随着脂质和有机酸类代谢物的改变；④ IM群落组成、潜在功能和代谢物的显著变化与虾的WFS表型密切相关；⑤ 粪菌移植实验发现WFS虾的受体可重现WFS的临床症状，并可表现出WFS虾的IM变化。

Microecological Koch’s postulates reveal that intestinal microbiota dysbiosis contributes to shrimp white feces syndrome
03-10, doi: 10.1186/s40168-020-00802-3

【主编评语】中山大学海洋学院黄志坚与何建国团队的研究成果。文章主要探究了肠道菌群与虾白粪综合征的相互作用关系，研究结果表明，肠道菌群失调带来虾体内代谢物及代谢途径的改变，进而导致虾的白粪症状。粪菌移植在一定程度上证实了菌群对于该症状的贡献。（@兵兵）

广东医科大学团队：膳食砷干扰小鼠肠道菌群

Environment International[IF:7.943]

① 小鼠通过食物引起的亚慢性砷暴露，尿液和粪便中砷的分布和种类明显不同，并且粪便可能是排泄砷的主要途径；② 不同种类和浓度的砷会显著影响肠道细菌的组成和多样性，但是肠道真菌的多样性受到的影响较小；③ 砷显著改变了微生物类群，这可能和砷导致的代谢和疾病直接相关，应从微生物组干扰方面全面评估食物中砷的毒性；④ 功能预测分析表明，砷暴露也可能会显著增加差异化代谢途径，并会干扰肠道细菌的碳水化合物、脂质和氨基酸代谢。

Arsenic concentrations, diversity and co-occurrence patterns of bacterial and fungal communities in the feces of mice under sub-chronic arsenic exposure through food
02-28, doi: 10.1016/j.envint.2020.105600

【主编评语】广东医科大学公共卫生学院Lianxian Guo和李华文团队的研究成果。研究每日用30 mg/kg的三价砷（iAsIII）、五价砷（ iAsV）、甲基砷酸单酯（MMA）和二甲胂酸盐（DMA）干预小鼠30或60天。研究结果发现，小鼠粪便比尿液中排出更多的砷。并且，尿液和粪便中排出的砷的种类明显不同。进一步分析发现，在砷暴露下，小鼠的肠道菌群，尤其是细菌群，发生显著变化。文章认为，来自主食的砷暴露，可能通过影响菌群，进而参与机体内代谢途径的调节，造成砷中毒。（@兵兵）

细菌的维生素B12或可增强线虫的捕食行为

ISME Journal[IF:9.493]

① 给Pristionchus pacificus线虫饲喂不同细菌，测试其捕杀秀丽隐杆线虫的能力；② 饲喂活的新鞘氨醇菌菌体，Pristionchus pacificus线虫捕食行为最强，与脂肪酸代谢相关的基因表达改变，但新鞘氨醇菌死菌和发酵上清不具有以上功能；③ 饮食中补充维生素B12（VB12）能增加Pristionchus pacificus线虫的过度捕食行为，这与依赖VB12的两条代谢途径有关；④ VB12能加速Pristionchus pacificus线虫的生长和发育，这种作用在多种线虫中普遍存在。

Bacterial vitamin B12 production enhances nematode predatory behavior
03-09, doi: 10.1038/s41396-020-0626-2

【主编评语】微生物能影响宿主的发育、代谢和免疫，但对微生物如何影响宿主行为，我们知之甚少。ISME近期发表的研究，以Pristionchus pacificus线虫（这种线虫是一种捕食者，以其他线虫的幼虫为食，包括秀丽隐杆线虫）为模式生物，研究不同细菌对线虫捕食行为的影响。发现细菌产生的维生素B12能增强线虫的捕食行为，并加速线虫的生长和发育，暗示动物饮食、微生物和神经系统间的新联系。（@nana）

牛瘤胃菌群组成与维生素B12浓度相关

mSystems[IF:6.519]

① 检测50只不同泌乳期奶牛瘤胃、粪便、血液和牛奶的维生B12（VB12）浓度及瘤胃、粪便和牛奶的菌群；② 血液VB12浓度可预测牛奶中VB12浓度；③ 瘤胃、粪便和牛奶的菌群结构不同，饲料组成和泌乳状态对瘤胃和粪便菌群组成影响显著；④ 仅发现瘤胃的VB12浓度与其菌群相关，与普雷沃氏菌属丰度正相关，与拟杆菌、瘤胃梭菌属、丁酸弧菌属和琥珀酸弧菌科丰度负相关；⑤ 瘤胃菌群对VB12的消耗或比合成更重要，瘤胃菌群或是提高VB12产量的新靶点。

Correlations between the Composition of the Bovine Microbiota and Vitamin B12 Abundance
03-03, doi: 10.1128/mSystems.00107-20

【主编评语】维生素B12在奶牛的瘤胃中由微生物合成，人类通过食用乳制品来获取维生素B12。然而，牛奶中维生素B12的浓度变化很大，研究者对其中的原因尚不清楚。mSystems最近的研究，检测了荷斯坦奶牛瘤胃、粪便和牛奶的微生物组成，并试图了解每个部位的微生物群落是如何影响维生素B12在奶牛体内的产生和运输的。结果表明，牛瘤胃微生物组的组成与维生素B12的浓度有很强的相关性，说明瘤胃微生物群可能是提高维生素B12产量的潜在调控靶点。（@nana）

儿童的行为和社会经济风险，与肠道微生物组的组成和功能存在关联

mBio[IF:6.747]

① 纳入40名5-7岁儿童，分析社会经济风险、儿童行为失调和肠道微生物组组成和功能之间的关联，以及看护者行为对此的影响；② 鉴定出与7种社会经济风险和13种儿童行为问题症状存在相关性的肠道细菌菌种（如某些拟杆菌和双歧杆菌菌种，以及一些产丁酸菌）和菌群功能模块（如：单胺代谢和微生物-宿主拮抗）；③ 这些关联受到亲子关系的质量以及父母压力的显著影响。

Gut Feelings Begin in Childhood: the Gut Metagenome Correlates with Early Environment, Caregiving, and Behavior
01-21, doi: 10.1128/mBio.02780-19

【主编评语】儿童行为和心理发育受到多种因素的影响，mBio上发表的一项研究表明，学龄初期儿童的行为问题和社会经济风险与肠道菌群的物种和功能的组成，都存在显著关联，而这种关联性受到看亲子关系以及父母压力等父母相关因素的影响。（@mildbreeze）

Nature子刊：物种互作强度决定了微生物群落的多样性和稳定性

Nature Ecology & Evolution[IF:10.965]

① 微生物群落中，物种相互作用、生物多样性和生态系统稳定性之间存在联系；② 对土壤细菌进行培养，营养物质浓度可影响细菌对化学环境（如pH）的改变，从而改变物种互作强度；③ 高营养物质浓度使得细菌能强力地改变其化学环境，引起pH发生大幅变化，在整体上导致物种之间更强的负相互作用；④ 这种较强的相互作用使得群落内的物种减少，导致生物多样性下降、微生物群落稳定性降低；⑤ 构建了一种数学模型能较好的反映这一规律。

Strength of species interactions determines biodiversity and stability in microbial communities
02-10, doi: 10.1038/s41559-020-1099-4

【主编评语】理论和实验研究表明，生态系统的物种间互作、生物多样性和稳定性之间存在联系，比如群落的稳定性经常随着生物多样性的增加而增加，然而这些关联背后的原因尚不清楚。Nature Ecology & Evolution近期发表的一项研究，通过分析不同营养浓度下土壤细菌群落的变化发现，在微生物生态系统中，较高的营养物质浓度会增强细菌之间的负相互作用，从而导致生物多样性和稳定性的下降。（@mildbreeze）

Nature子刊：细菌的局部互作，决定群落的动态和功能

Nature Ecology & Evolution[IF:10.965]

① 结合微流控、时差显微镜、细胞培养和图像处理等方法，模拟和定量两个彼此交换代谢产物的合成大肠杆菌菌株之间的空间交互模式；② 密集微生物群落中，细菌只与其周围很小范围内的细菌发生互作，且互作范围尺度越小，细菌平均生长率越低；③ 结合必须营养代谢物浓度构建数学模型，可解释细菌的局部互作机制，互作尺度主要取决于细菌摄取和释放营养物的能力以及细菌密度等关键参数；④ 细菌互作的空间尺度影响群落的生态动力学和生态系统功能。

Short-range interactions govern the dynamics and functions of microbial communities
02-10, doi: 10.1038/s41559-019-1080-2

【主编评语】Nature Ecology & Evolution近期发表的一项研究，通过量化合成微生物群落中单个细菌之间的代谢相互作用，发现细菌间的互作是非常局部化的，这种较小的互作空间尺度，可影响群落动态和功能。（@mildbreeze）

感谢本期日报的创作者：szx，Echo Quasimodo，Sophia，nana，this little piggy，伍乐乐，陈苗，华慧

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