4篇最新研究启示：护好少时菌，健康一辈子 | 热心肠日报

今天是第1656期日报。

出生方式和地点塑造婴儿肠道菌群，可能影响肠屏障和免疫功能

Microbiome[IF:11.607]

① 分析180名健康婴儿生命早期的肠道菌群，发现出生地点和分娩方式影响肠道菌群组成；② 与在医院出生相比，在家出生（HB）的婴儿的菌群丰富度和多样性以及变形菌的相对丰度都较低；③ 剖腹产（CS）婴儿中，拟杆菌门和双歧杆菌属降低，且18月龄时有较高的BMI和体重/身长比值；④ 体外肠道模型中，与CS婴儿相比，HB婴儿的粪菌上清液能更好的刺激肠上皮的成熟和屏障功能，增加免疫反应（TLR4途径活化和促炎细胞因子释放）。

Perinatal environment shapes microbiota colonization and infant growth: impact on host response and intestinal function
11-23, doi: 10.1186/s40168-020-00940-8

【主编评语】生命早期的肠道菌群受多种围产期因素的影响，Microbiome发表的一项新研究表明，出生地点（医院vs在家）和分娩方式（剖腹产vs顺产）对婴儿早期的肠道菌群组成有很强的塑造作用，并在体外模型中分析了菌群差异对肠上皮功能和免疫反应的影响。（@mildbreeze）

脑肠轴新发现：菌群多样性或与婴儿负面情绪相关？

Brain Behavior and Immunity[IF:6.633]

① 采用宏基因组测序、静息态功能近红外光谱成像结合家长报告对出生25天新生儿肠道菌群和大脑功能连接性进行评估；② 菌群组成与大脑功能连接的个体差异性相关，从而影响个体行为；③ 菌群多样性与额顶叶功能连接呈正相关特别是毛螺菌科与拟杆菌属，或可正面影响成年后精神、行为健康；④ 菌群多样性与同源半球功能连接呈正相关，或可加重负面情绪并减少调节；⑤ 产气荚膜梭菌与大脑功能连接性过强、过低相关，或可破坏大脑连接网络形成。

Gut microbiota composition is associated with newborn functional brain connectivity and behavioral temperament
11-04, doi: 10.1016/j.bbi.2020.11.003

【主编评语】我们对肠道菌群个体差异及变化在人类发育早期的敏感阶段如何影响大脑功能网络连接和行为性情知之甚少。Brain,Behavior,and Immunity最新发表的文章对此进行了探讨。结论之一与作者假设和前期研究不同，即新生儿肠道菌群类群多样性与负面情绪呈正相关，值得关注。（@solo）

生命早期抗生素暴露对多动症及自闭症的影响

International Journal of Epidemiology[IF:7.707]

① 纳入25781名荷兰双胞胎及7946名瑞典双胞胎；② 两组双胞胎的注意力缺陷/多动症（ADHD）患病率分别为12.7%及13.5%，自闭症谱系障碍（ASD）患病率分别为11.4%及4.4%；③ 2岁前，两组双胞胎的抗生素暴露率分别为35.2%及44.9%；④ 生命早期抗生素使用与ADHD风险（OR=1.10）及ASD风险（OR=1.15）增加显著相关；⑤ 单独分析同卵双胞胎，生命早期抗生素使用与ADHD风险及ASD风险均无显著关联。

Early-life antibiotic use and risk of attention-deficit hyperactivity disorder and autism spectrum disorder: results of a discordant twin study
11-12, doi: 10.1093/ije/dyaa168

【主编评语】抗生素使用可能破坏生命早期的肠-脑轴发育。International Journal of Epidemiology上发表的一项最新研究，发现2岁前的抗生素暴露与注意力缺陷/多动症及自闭症谱系障碍的风险增加相关，但仅考虑同卵双胞胎时，上述关联不再显著。该研究结果提示，生命早期抗生素使用对注意力缺陷/多动症及自闭症谱系障碍的影响可能受到家庭环境及遗传因素的干扰。（@szx）

青春期的肠道菌群破坏，或对神经行为造成持久影响

Translational Psychiatry[IF:5.28]

① 对青春期小鼠和成年小鼠进行3周抗生素处理，恢复一段时间后，分析小鼠的行为和肠脑轴分子特征；② 短暂的菌群耗竭对青春期（而非成年期）小鼠的肠道菌群组成能造成持久的影响，并增加焦虑样行为；③ 杏仁核中的基因表达，在青春期进行抗生素处理的小鼠中也被影响得更为严重；④ 青春期（发育关键期）的肠道菌群比较脆弱，其短期扰动可产生长久的效应，影响成年期的大脑基因表达和行为。

Enduring neurobehavioral effects induced by microbiota depletion during the adolescent period
11-06, doi: 10.1038/s41398-020-01073-0

【主编评语】Translational Psychiatry近期发表的一项小鼠研究表明，在发育的关键时期（比如青春期）用抗生素长期耗竭肠道菌群，会对成年后的大脑基因表达和行为产生持久的影响。（@mildbreeze）

Cell子刊：国内外合作揭示肠神经元调控果蝇进食

Neuron[IF:14.415]

① 鉴定出果蝇大脑中一组表达机械敏感离子通道基因piezo的神经元，可监测嗉囊的体积变化以避免过度进食；② 这些神经元位于大脑中参与稳态控制的神经分泌中心-脑间部，并表达胰岛素样态，在调节食物摄入和新陈代谢有重要的作用；③ piezo突变（piezoKO）导致果蝇过度进食，回补表达果蝇的Piezo或哺乳动物的Piezo1可抑制过度进食，也说明piezo蛋白在功能进化上是保守的；④ 脑间部的Piezo+神经元可直接被嗉囊膨胀所激活。

Visceral Mechano-sensing Neurons Control Drosophila Feeding by Using Piezo as a Sensor
09-09, doi: 10.1016/j.neuron.2020.08.017

【主编评语】动物的进食是由外部的感知线索和内部的代谢状态来控制的，那是否也依赖于肠道神经元来感知消化道充盈的机械信号？清华大学的张伟和加州大学旧金山分校的Yuh-Nung Jan教授合作在Neuron上发表文章，鉴定出果蝇大脑中一组表达机械敏感离子通道基因piezo的神经元，可直接被嗉囊膨胀所激活，沿着脑-肠轴传递一个饱足的信号来控制饮食，缺失则导致果蝇过度进食。（@爱的抉择）

Nature Reviews：决定肠上皮细胞类型和对菌群反应的转录调控机制（综述）

Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology[IF:29.848]

① 肠上皮有不同的细胞类型和区域特征，并能对肠腔内的营养素、异生质和微生物做出反应，从而发挥营养吸收和细胞屏障的复杂功能；② 肠上皮细胞的类型特化和对微生物的反应性，部分取决于基因转录调控，包括DNA甲基化、染色质开放性、组蛋白修饰和转录因子等机制，其中前二者对菌群的反应较为稳定，后二者能动态地响应菌群变化；③ 不同的转录因子在不同程度上影响肠上皮细胞的特化和对微生物的应答，核受体可能是响应微生物的关键介质。④ 。

Transcriptional programmes underlying cellular identity and microbial responsiveness in the intestinal epithelium
10-06, doi: 10.1038/s41575-020-00357-6

【主编评语】肠上皮包含不同类型的细胞，并能对菌群等信号作出响应，这在一定程度上是取决于不同层面的基因转录调控。Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology近期发表的重磅综述，主要从DNA甲基化、染色质可及性、组蛋白修饰和转录因子这4个层面，总结了参与肠上皮细胞特化和对菌群应答的转录调控机制，干货很多，值得专业人士参考。（@mildbreeze）

艰难梭菌在肠道扎根，具核梭杆菌施以援手？

Gastroenterology[IF:17.373]

① 在含人类粪便的生物反应器中，艰难梭菌（Cd）能在被人黏蛋白2（MUC2）包被的玻片上定植，其形成的生物膜中含有较多的梭杆菌属细菌；② 在部分Cd感染患者中，也检测到梭杆菌属丰度升高；③ Cd的多个菌株能与具核梭杆菌（Fn）的多个亚种发生共聚集，并在患者组织样本里共定位；④ Cd与Fn的共聚集是特异的（未观察到Cd与其它肠道共生菌的聚集），可能是由Cd鞭毛与Fn黏附素RadD之间的互作所介导；⑤ Fn能增强Cd的生物膜形成和胞外多糖生成。

Fusobacterium nucleatum adheres to Clostridioides difficile via the RadD adhesin to enhance biofilm formation in intestinal mucus
11-20, doi: 10.1053/j.gastro.2020.11.034

【主编评语】艰难梭菌是一种肠道致病菌，能引起腹泻、肠炎甚至死亡。Gastroenterology发表的一项新研究表明，艰难梭菌能与另一种致病菌——具核梭杆菌相互黏附，在肠道黏液层形成生物膜，二者的相互作用可能促进了艰难梭菌在肠道中的定植。（@mildbreeze）

香港城市大学：生物膜形成在肠道菌耐药演化中发挥重要作用

Gut Microbes[IF:7.74]

① 经多轮环丙沙星处理大鼠与撤除实验发现大肠杆菌类群发生显著变化，属于ST2521的E62株系由少数类群转化为主要类群；② E62株系的与其他5个株系相比耐环丙沙星能力显著较强，基因分析提示生物膜形成基因pgaABCD发挥重要作用；③ 体内外结果显示环丙沙星处理显著上调pgaABCD的表达，抑制生物膜形成则降低耐药菌株对抗生素的耐受；④ 临床研究发现氟喹诺酮耐药菌株中，带pgaABCD的菌株显著多于未携带菌株，表明pgaABCD与抗药性产生有紧密关系。

Contribution of biofilm formation genetic locus, pgaABCD, to antibiotic resistance development in gut microbiome
11-16, doi: 10.1080/19490976.2020.1842992

【主编评语】耐药菌株感染是目前威胁人类健康的重要因素，近来人们发现肠道菌群产生的耐药菌已经成为感染人类导致疾病的一个重要因素。细菌产生耐药的机制主要有新耐药菌株的产生和耐药基因的传递，但是新耐药菌株产生的遗传机制仍不明确。近来国内香港城市大学传染病和公共卫生系陈声教授课题组发表在Gut Microbes的一项研究工作发现，在抗生素筛选压力下，具有生物膜形成能力的大肠杆菌成为优势菌群，生物膜的形成对于菌株对抗生素的耐受性非常重要。结合临床数据发现，氟喹诺酮耐药菌株中，携带有生物膜形成基因pgaABCD的菌株显著多于未携带菌株，提示生物膜的形成与耐药菌株的出现有密切的关系。（@Zhonghua）

Nature子刊：真菌如何影响细菌的适应度？

Nature Microbiology[IF:15.54]

① 真菌对生态系统有重要作用，但与细菌的互作还存在很多未知；② 结合随机标签转座子位点测序（RB-Tnseq）、转录组、细菌细胞学分析和代谢组，研究8种真菌和2种细菌的互作关系；③ 青霉菌有类似抗生素的作用，会引起细菌的包膜应激；④ 通过细菌单独培养和与真菌共培养的对比实验，表明真菌可以通过调节细菌对铁和生物素的可获得性影响细菌的生长；⑤ 真菌特异代谢物的一个全局调控子LaeA的缺失，会明显减少受真菌影响的细菌通路。

Bacterial–fungal interactions revealed by genome-wide analysis of bacterial mutant fitness
11-02, doi: 10.1038/s41564-020-00800-z

【主编评语】Nature Microbiology近期发表的一项研究，揭示了真菌-细菌之间保守的和物种特异的互作关系，及其对细菌适应度的广泛影响。（@mildbreeze）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，szx，奇奇，阿当，白蓝木，高压锅里的水母，Mazin.，周云燕

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