最新Cell：古代抵饥荒，现代促慢病的基因 | 热心肠日报

今天是第1614期日报。

Cell：吃不胖还是一吃就胖？一个被进化选择的miRNA可能是“开关”

Cell[IF:38.637]

① 欧洲人中常见的长单型体2q21.3（内含乳糖酶基因）与代谢性疾病相关，在其它哺乳动物中也存在正选择信号；② 该单倍型的染色质开放性增加，使位于中心的miR-128-1和多个基因表达升高；③ miR-128-1是重要的代谢调控因子，其抑制或敲除可减少小鼠的食源性肥胖、增加能量消耗、改善胰岛素抵抗和糖稳态，并在人原代脂肪细胞中调控细胞分化、能量消耗和瘦素/脂联素分泌；④ miR-128-1可能帮助人抵御饥荒，但在营养过剩的现代却促进代谢疾病。

A MicroRNA Linking Human Positive Selection and Metabolic Disorders
10-14, doi: 10.1016/j.cell.2020.09.017

【主编评语】欧洲人中常见的长单倍型2q21.3包含乳糖酶基因，使得人在成年后依然能耐受牛奶中的乳糖，但这无法完全解释为何这一位点也与代谢性疾病存在关联。Cell发表的一项最新研究表明，该位点包含一个控制能量稳态的关键miRNA，该miRNA的表达能促进能量储存、减少消耗，有助于让生物体在食物短缺的饥荒中生存下来，但在营养过剩的当代社会中却会导致肥胖、糖尿病等诸多代谢疾病。因此，靶向这一miRNA或是治疗代谢疾病的新方法。（@mildbreeze）

解决食物过敏的难题：关键还在肠道微生物？

Trends in Immunology[IF:13.422]

① 外周诱导调节性T细胞（pTreg）分泌IL-10、TGFβ，上调免疫抑制分子水平，降低食物敏感，参与口服耐受（OT)；② 微生物因子促进pTreg分化，改善菌群失调、肠道感染引起的OT缺失；③ SCFA抑制pTreg组蛋白脱乙酰基酶、增强乙酰化作用，促进Foxp3稳定性及功能；④ 次级胆酸通过维生素D受体依赖或独立通路促进pTreg增殖分化；⑤ 乳糜泻中微生物因子诱导pTreg增殖应对麸质引起的炎性Th1反应；⑥ 食物过敏中微生物因子抑制病理性Th2反应，减轻pTreg受损。

Can Microbes Boost Tregs to Suppress Food Sensitivities?
10-06, doi: 10.1016/j.it.2020.09.005

【主编评语】食物敏感与免疫系统的激活相关，严重威胁健康，降低患者生活质量。全球约五分之一人口一生中会受到食物敏感的影响。越来越多的证据显示，肠道菌群或成为解决食物过敏及相关免疫疾病难题的关键。Cell旗下杂志Trends In Immunology发表的一篇综述重点讨论了微生物因子特别是其代谢产物如短链脂肪酸（SCFA）、次级胆酸等通过影响外周诱导调节性T细胞的分化、增殖与功能，重建食物敏感导致的口服耐受缺失。并具体描述了相关信号通路。文章相当精炼且图文并茂。（@solo）

钠/钾摄入如何影响中国人的肠道菌群及血浆代谢物

American Journal of Clinical Nutrition[IF:6.766]

① 纳入2833名中国成年人，通过连续3天的饮食回顾评估受试者的钠摄入及钾摄入情况，并分析粪便菌群及其中392名受试者的血浆代谢产物；② 钠/钾摄入及钠/钾比值与特定分类群相关，并表现出地域特征；③ 例如钠摄入、钠/钾比值与辽宁人的葡萄球菌属及莫拉氏菌科呈正相关，而钾摄入与上海人的毛螺菌科中的2个菌属呈正相关；④ 钠/钾摄入及钠/钾比值与总代谢组及特定代谢产物相关，例如钠摄入与贵州人的丁酸盐/异丁酸盐及肠道来源的酚醛相关。

Associations of sodium and potassium consumption with the gut microbiota and host metabolites in a population-based study in Chinese adults
10-06, doi: 10.1093/ajcn/nqaa263

【主编评语】在小鼠实验及小规模人体试验中，钠摄入可改变肠道菌群及宿主代谢产物。American Journal of Clinical Nutrition上发表的一项队列研究结果，对近3000名中国成年人的饮食钠/钾摄入进行评估，并分析肠道菌群及血浆代谢组，发现钠/钾摄入及钠/钾比值与特定分类群（包括一些致病菌及短链脂肪酸产生菌）及代谢产物相关，且表现出地域特征。（@szx）

特定副干酪乳杆菌菌株或可用于缓解特应性皮炎症状

Gut Microbes[IF:7.74]

① 口服副干酪乳杆菌KBL382可显著减轻特应性皮炎（AD）模型小鼠的皮肤症状；② 口服KBL382显著改善AD小鼠的经皮水分丢失、脾/体重比、抓挠行为和IgE水平；③ KBL382减少嗜酸细胞和肥大细胞向背部转移；④ KBL382显著降低AD小鼠皮肤组织Th1、Th2、Th17型细胞因子的产生，增加抗炎细胞因子IL-10和转化生长因子-β（TGF-β）的产生；⑤ KBL382显著增加AD小鼠肠系膜淋巴结的调节T细胞（Treg）数量；⑥ KBL382显著改变AD小鼠盲肠菌群组成和代谢物含量。

Lactobacillus paracasei KBL382 administration attenuates atopic dermatitis by modulating immune response and gut microbiota
10-04, doi: 10.1080/19490976.2020.1819156

【主编评语】特应性皮炎（atopic dermatitis，AD）是一种慢性、复发性、炎症性皮肤病，临床以反复发作的慢性湿疹样皮疹为主要表现，伴有显著的皮肤干燥和瘙痒。特应性皮炎目前还无法治愈，可严重影响生存质量。益生菌的使用与免疫调节和肠道菌群组成的变化有关，可缓解特应性皮炎症状。发表在Gut Microbes上的一项以AD模型小鼠的研究表明，从健康韩国人粪便中分离的副干酪乳杆菌KBL382菌株通过调节免疫反应和改变肠道菌群组成，显著改善AD小鼠的AD症状，表明KBL382在减轻AD症状方面的潜在应用。（@EADGBE）

浙大团队：补充酪氨酸可改善小鼠的急性移植物抗宿主病

EBioMedicine[IF:5.736]

① aGVHD小鼠模型的肠道菌群中，毛螺菌属显著减少，而梭菌属XI、梭菌属XIVa和肠球菌属的相对丰度增加；② aGVHD小鼠粪便中的酪氨酸含量较低，而酪氨酸相关代谢产物与梭菌属XIVa呈显著负相关；③ 另外，Blautia菌属及肠球菌属也与aGVHD症状呈负相关；④ 补充酪氨酸在早期阶段可以提高aGVHD小鼠的总存活率并改善症状，同时改变肠道菌群和粪便代谢表型的结构和组成，而饮食中缺少酪氨酸的小鼠表现出更严重的aGVHD症状。

Tyrosine supplement ameliorates murine aGVHD by modulation of gut microbiome and metabolome
10-08, doi: 10.1016/j.ebiom.2020.103048

【主编评语】肠道菌群及其代谢产物对于免疫稳态至关重要，可影响包括急性移植物抗宿主病（aGVHD）在内的多种免疫相关疾病。来自浙江大学的黄河团队与钱鹏旭团队在EBioMedicine上发表的一项最新研究，发现aGVHD小鼠模型的肠道酪氨酸水平显著降低，且与肠道菌群组成的变化相关。补充酪氨酸可在aGVHD早期阶段改变小鼠的肠道菌群及粪便代谢表型，并缓解症状以提高生存率。（@szx）

蛔虫、肠道菌群和免疫系统之间复杂的相互作用（综述）

Trends in Parasitology[IF:6.918]

① 蛔虫能够从肠道组织迁移到肝脏和肺脏，不同组织中的微生物均能够影响蛔虫的入侵、迁移和繁殖过程；② 感染蛔虫能够改变宿主肠道菌群的组成，并通过分泌各种效应分子直接与微生物相互作用；③ 肠道菌群产生的短链脂肪酸可通过肠-肺轴影响宿主的免疫调节作用；④ 宿主主要通过Th1/Th17细胞和Th2细胞协调的先天免疫反应和获得性免疫反应控制蛔虫感染；⑤ 猪的蛔虫感染能够反映人类疾病的发展，因此猪正在迅速发展为人类传染病研究的模型动物。

Trilateral Relationship: Ascaris, Microbiota, and Host Cells
09-29, doi: 10.1016/j.pt.2020.09.002

【主编评语】蛔虫病是世界上最常见的人类寄生虫感染之一，是蛔虫寄生在人体肠道所引起的疾病。在世界范围内，每年大约有6万人死于蛔虫感染，大多数是儿童。因此，对于蛔虫病的发病机制及与宿主相互作用的理解有助于疾病预防和治疗。由于人类肠道中存在大量共生微生物，肠道蛔虫感染必然与肠道菌群和宿主细胞存在广泛且复杂的相互作用。发表在Trends in Parasitology上的一篇综述文章系统介绍了目前对蛔虫、其微生物环境和宿主细胞之间三边关系的认识，并讨论了利用这些相互作用开发新的抗感染方法的可能。（@EADGBE）

Science子刊：贾第虫感染影响菌群和胆汁酸稳态，可导致生长迟滞

Science Translational Medicine[IF:16.304]

① 用蓝氏贾第虫持续感染乳鼠，可在不损伤肠粘膜屏障的情况下，导致其生长发育迟缓；② 贾第虫能诱导胆汁分泌，并利用胆汁成分磷脂酰胆碱作为生长底物；③ 贾第虫感染能改变肠道菌群的组成，增强菌群对胆汁酸的去结合作用，从而增加肠上皮Fgf15的表达；④ 这导致小鼠能量消耗增多、脂代谢失调，使其脂肪组织减少、体重和身长的增长减少；⑤ 贾第虫感染可改变胆汁酸和脂质的代谢，或是导致感染儿童生长迟滞的原因。

Disturbed gut microbiota and bile homeostasis in Giardia-infected mice contributes to metabolic dysregulation and growth impairment
10-15, doi: 10.1126/scitranslmed.aay7019

【主编评语】蓝氏贾第虫是一种原生动物，主要寄生于人和一些哺乳动物的肠内，引起以腹泻为主要症状的贾第虫病。然而，一些慢性感染贾第虫的婴儿不会发生腹泻，却会出现生长迟缓。Science Translational Medicine发表的一项最新研究在小鼠模型中揭示了这一现象背后的机制，表明贾第虫能诱导胆汁分泌和肠道菌群改变，以及菌群对胆汁酸代谢的改变，从而影响了宿主的代谢稳态，导致生长不足。（@mildbreeze）

PNAS：神经元细胞可与细菌直接相互作用

PNAS[IF:9.412]

① 单细胞转录组将水螅神经细胞分为多个亚群，其触手基部的N2亚群表达人类和小鼠间质起搏细胞的分子标志物——类SCN、ANO1和TRPM离子通道蛋白；② SCN、ANO1和TRPM活性失调显著扰乱节律性收缩；③ 起搏细胞是免疫活性细胞，可与微生物直接相互作用；④ 起搏细胞特异性基因的表达依赖于菌群的存在；⑤ 小鼠肠道中的起搏细胞同样具有免疫活性；⑥ 在秀丽隐杆线虫中也鉴定到表达起搏特异性基因的细胞类型，表明起搏细胞的分子结构在进化过程中的保守性。

Prototypical pacemaker neurons interact with the resident microbiota
07-09, doi: 10.1073/pnas.1920469117

【主编评语】消化道的各种疾病，例如人类严重的肠道炎症，都与肠道的自然活动障碍密切相关。最近的研究发现，人类、小鼠和水螅的肠道节律性收缩依赖于神经元和微生物群。然而，对于这些神经元的进化起源及其与微生物的相互作用知之甚少。发表在PNAS上的一项研究以淡水水螅为研究对象，首次成功地证明了进化上古老的神经元和细菌实际上是直接相互交流的。令人惊讶的是，他们发现神经细胞能够通过免疫受体与微生物进行相互作用，这种相互作用在小鼠和线虫中具有一定的保守性。该研究提高了对肠道神经系统特性的理解，并为治疗肠道运动障碍引起的人类肠道疾病开辟了全新的视角。（@EADGBE）

人体共生原核生物的水平基因转移（综述）

Microbiome[IF:11.607]

① 水平基因转移（HGT）广泛存在于原核生物，并受多种因素影响；② 宿主炎症反应产生的阳离子宿主防御肽（CHDP）通过破坏细菌细胞膜稳定性对HGT起促进作用；③ 膳食作为一种选择因素促进了相关功能基因的水平转移；④ 细菌的分泌系统、细菌素、CRISPR-Cas系统、R-M限制修复系统都会影响HGT；⑤ 被认为是人类致病菌的幽门螺旋杆菌（Helicobacter pylori），在特定条件下也为宿主提供了益处，如预防腹泻病和结核病、增强对霍乱疫苗的免疫响应等。

Prokaryotic horizontal gene transfer within the human holobiont: ecological-evolutionary inferences, implications and possibilities
2018-09-17, doi: 10.1186/s40168-018-0551-z

【主编评语】水平基因转移（horizontal gene transfer，HGT）在生物界中普遍存在，特别是在原核生物中。原核生物之间的HGT通过使遗传物质（和潜在的新表型）的交换和获得成为可能，加速了表型的多样化，在细菌的进化过程中发挥重要作用。目前已在人类不同身体部位的共生细菌之间检测到了HGT，并且发现肠道菌群拥有最大数量的HGT事件。HGT与特定生态位中的共生体（holobiont）表型的关系是一个有趣和重要的科学问题。发表在Microbiome上的一篇综述文章，列举了最近在人体共生的原核生物中发现的一些显著的水平基因转移现象，同时从生态进化的角度分析了它们对共生体的潜在影响，并以幽门螺旋杆菌（H.pylori）为例，表明HGT在人类健康中的积极作用。（@EADGBE）

感谢本期日报的创作者：Unbroken，solo，szx，大力，湖人总冠军，mildbreeze，Johnson

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