今日Science重磅综述：菌群如何帮助人类适应环境 | 热心肠日报

今天是第1663期日报。

Science：菌群与宿主遗传的互作，如何影响人类对环境的适应（综述）

Science[IF:41.845]

① 人类遗传与菌群的交互作用，参与人类对环境变化的适应；② 宿主的遗传变化可以取代或招募有特定功能的微生物，而无需与微生物共演化；③ 如：决定乳糖酶活性的LCT基因变异与降解乳糖的双歧杆菌含量负相关，编码唾液淀粉酶的AMY1基因拷贝数与发酵抗性淀粉的瘤胃球菌含量正相关；④ 菌群还可能通过参与代谢脂肪酸和酒精等饮食成分，促进寒冷诱导的产热、皮肤色素沉着和血压调节，以及抵抗特定病原体，帮助宿主适应饮食、气候和病原体的变化。

The role of the microbiota in human genetic adaptation
12-04, doi: 10.1126/science.aaz6827

【主编评语】生活在不同地区和环境中的人群，存在着不同的遗传适应变化，以及菌群的适应变化。Science最新发表的重磅综述，探讨了宿主遗传与菌群之间的交互作用，在人类对环境的适应中的重要意义。当人类在遗传层面上适应新的环境时，菌群也可能参与其中。一方面，微生物比其宿主有更快的演化速度，这使它们能够对环境变化做出快速反应；另一方面，菌群也会通过其自身的代谢和生理调控功能，“过滤”宿主的环境，改变环境对宿主的选择压力，从而影响宿主的表型，以及对饮食、气候和病原体的变化的适应性。（@mildbreeze）

Nature子刊：维生素D代谢与肠道菌群的关联

Nature Communications[IF:12.121]

① 纳入567名平均84岁的老年男性，基于LC-MSMS对血清中的维生素D代谢产物进行定量，并对粪便菌群进行分析；② 血清1,25(OH)2D的水平可分别解释5%的粪便菌群α-多样性差异及2%的β-多样性差异；③ 鉴定出12个分类群（其中11个属于厚壁菌门）与维生素D代谢产物相关，其中8个分类群与1,25(OH)2D及1,25(OH)2D/25(OH)D比值呈正相关；④ 更高的1,25(OH)2D水平、更高的1,25(OH)2D/25(OH)D比值与丁酸盐产生菌相关。

Vitamin D metabolites and the gut microbiome in older men
11-26, doi: 10.1038/s41467-020-19793-8

【主编评语】维生素D受体高表达于胃肠道中以调控基因表达，但对维生素D与肠道菌群的关联的研究较少。Nature Communications上发表的一项横断面研究，对567名老年男性的血清维生素D代谢产物及粪便菌群进行深入分析后发现，8种特定肠道细菌分类群与维生素D活性形式——1,25(OH)2D的水平相关，而更高的1,25(OH)2D水平与更健康的肠道菌群（更多的丁酸盐产生菌）相关。（@szx）

黑猩猩肠道菌群多样性年龄变化模式与人类不同

Current Biology[IF:9.601]

① 对乌干达基巴萊国家公园内166只8个月至67岁的野生黑猩猩肠道菌群进行长达3年的分析；② 黑猩猩肠道微生物的α多样性，组成，密度，个体间变化以及个体内随时间变化随年龄变化显著；③ 与人类相似，黑猩猩婴儿肠道也有较高丰度的双歧杆菌，链球菌和拟杆菌等，且随年龄出现显著的个体内差异；④ 但与人类不同，黑猩猩的肠道微生物多样性在婴儿期最高；⑤ 人类和黑猩猩肠道菌群发育的不同轨迹反映出哺乳，饮食和免疫功能的种间差异。

Age Patterning in Wild Chimpanzee Gut Microbiota Diversity Reveals Differences from Humans in Early Life
11-23, doi: 10.1016/j.cub.2020.10.075

【主编评语】灵长类动物的生存需要共生的肠道微生物的协同促进。这些微生物在发酵不可消化的植物物质，抵抗病原体，训练免疫系统中发挥重要的作用。人类在灵长类动物中是独一无二的，表现为人类需要高度可消化的食物，断奶早，成熟慢等，提示人与肠道微生物关系的轨迹可能不同于其他灵长类动物。近来一篇发表在Current Biology的研究通过对乌干达基巴莱国家公园的野生黑猩猩肠道菌群长达三年的分析，揭示了黑猩猩肠道菌群在不同个体、不同年龄之间的差异，发现尽管二者肠道菌群中存在一些相似的类群和丰度，但是不同于人类，黑猩猩婴儿期肠道菌群丰度最高。黑猩猩肠道菌随年龄变化模式与人类不同，反映出二者在哺乳、饮食和免疫功能的种间差异。（@Zhonghua）

室内半挥发性有机化合物影响儿童肠道菌群？

Environmental Science & Technology Letters[IF:7.678]

① 对北卡罗来纳州儿童的原核和真菌肠道微生物组进行了表征，并研究了它们与半挥发性有机化合物（SVOC）暴露的关系；② 血液和尿液样本普遍检测到SVOC生物标志物，其中> 95％样本中检测到29种化合物；③ 共61组细菌-生物标志物对和24组真菌-生物标志物对显现出统计学上的显著关系，但细菌和真菌趋势不同；④ Sm-PFOS与几种细菌数量下降相关，邻苯二甲酸酯代谢物（如MHiBP）与真菌呈负相关；⑤ 10种脱卤细菌属与卤化SVOC具有显著正相关性。

Exposures to Semivolatile Organic Compounds in Indoor Environments and Associations with the Gut Microbiomes of Children
11-02, doi: 10.1021/acs.estlett.0c00776

【主编评语】由于半挥发性有机化合物（SVOCs）经常用于建筑材料、纺织品、家具、电子产品和其他消费品，因此在许多室内环境中被广泛检测到，其对敏感人群的影响尚不明确。近期发表在Environmental Science & Technology Letters的一项研究旨在阐明肠道微生物组成熟和长期暴露于复杂化学混合物之间的动力学。（@Lexi）

华南环科所：TDCIPP如何影响小鼠肠道菌群

Environment International[IF:7.577]

① 小鼠暴露于含有TDCIPP的玉米油中，持续35天，暴露量300mg/kg；② TDCIPP暴露显著改变了小鼠的肠道菌群组成，增加厚壁菌门丰度，并降低拟杆菌门丰度，10个分类群的丰度增加至2倍以上，5个分类群的丰度减少至1/2以下；③ TDCIPP暴露同时改变了小鼠的肠道菌群功能，多糖代谢、氯烷烃及氯烯烃降解、阿拉伯半乳聚糖生物合成相关通路富集，而氰基氨基酸、戊糖和葡萄糖醛酸酯互相转化、丁酸甲酯代谢相关通路减少。

Tris (1,3-dichloro-2-propyl) phosphate exposure disrupts the gut microbiome and its associated metabolites in mice
11-21, doi: 10.1016/j.envint.2020.106256

【主编评语】三(1,3-二氯-2-丙基)磷酸盐（TDCIPP）是一种常用有机磷阻燃剂，通常可在环境及生物样本中检测到。有研究表明TDCIPP可能影响神经系统、免疫系统及内分泌系统。来自华南环境科学研究所的郑晶团队与于云江团队在Environment International上发表的一项最新研究，深入分析了TDCIPP暴露对小鼠肠道菌群组成及功能的影响。（@szx）

张和平团队：益生菌辅助治疗IBS，可缓解症状、减轻炎症

European Journal of Nutrition[IF:4.664]

① IBS患者随机分为益生菌组（24例）和对照组（21例），分别接受含或不含益生菌的常规方案治疗；② 干预28天后，与对照组相比，益生菌组IBS症状严重程度评分、血清IL-6和TNF-α均显著降低；③ 益生菌显著降低了部分可恶化IBS的菌属，如拟杆菌属、埃希氏杆菌属、柠檬酸杆菌属；④ 对照组的部分有益菌属显著减少，包括双歧杆菌属，真杆菌属、多尔氏菌属和丁酸球菌属；⑤ 临床改善与益生菌对肠道菌群组成的调节相关，干预前的菌群组成影响临床结局。

Adjunctive treatment with probiotics partially alleviates symptoms and reduces inflammation in patients with irritable bowel syndrome
11-22, doi: 10.1007/s00394-020-02437-4

【主编评语】肠易激综合症（IBS）是常见的功能性肠病。近期内蒙古农业大学张和平团队近期在European Journal of Nutrition发表研究，评估了益生菌产品（包含干酪乳杆菌Zhang，植物乳杆菌P-8和动物双歧杆菌乳亚种V9）作为IBS的辅助治疗方案的效果，发现一个月的益生菌干预可显著降低患者的症状评分，并减少血清炎症因子（IL-6及TNF-α）的水平，而IBS症状的改善与益生菌对菌群的调节相关。（@szx）

可评估IBS患者的肠组胺水平的阻抗传感器

Biosensors and Bioelectronics[IF:10.257]

① 肠易激综合征与慢性免疫激活引起的肠道组胺水平升高有关，本文开发了一种基于导管的阻抗传感器，用于检测肠液中的组胺；② 阻抗传感器通过鼻肠导管导入体内，利用分子印迹聚合物（MIPs）作为体内识别元件，MIPs是由丙烯酸单体聚合而成，具有以组胺为靶点的坚固性、高特异性和选择性等优点；③ 体内检测肠液组胺的有效范围为正常生理浓度5~200 nM之间，超过200nM则为典型的病理状态；④ 该导管阻抗传感器未来可能成为多功能的诊断工具。

Towards a catheter-based impedimetric sensor for the assessment of intestinal histamine levels in IBS patients
03-20, doi: 10.1016/j.bios.2020.112152

【主编评语】Biosensors and Bioelectronics近期发表的文章，设计出一种导管式阻抗传感器，用于检测肠液中的组胺。并且，该传感器可量身定做导管，可扩展到心血管、泌尿、胃肠和神经血管应用，同时与MIPs的多功能性相结合，发展该传感器平台成为一种通用型诊断工具。（@爱的抉择）

胃旁路术促进血糖向肠道内的排泄以改善2型糖尿病

Gut[IF:19.819]

① 利用FDG及14C标记的葡萄糖，追踪接受RYGB或假手术的肥胖糖尿病大鼠体内的糖代谢；② 在糖酵解及葡萄糖排泄增加的区域，AREG/EGFR/mTOR/AKT/GLUT1信号转导通路被激活；③ 肠腔内使用GLUT1抑制剂可抵消RYBG对大鼠葡萄糖稳态的改善作用；④ 在IEC-18细胞系及小鼠小肠类器官中，AREG处理可通过诱导顶端及基底外侧膜的GLUT1过表达，以增加葡萄糖的摄取及排泄；⑤ 在肥胖糖尿病大鼠中，AREG处理可模拟RYGB对血糖控制的改善作用。

Serum glucose excretion after Roux-en-Y gastric bypass: a potential target for diabetes treatment
11-18, doi: 10.1136/gutjnl-2020-321402

【主编评语】Roux-en-Y胃旁路术（RYGB）治疗2型糖尿病的机制尚未完全明确。来自Gut上发表的一项最新研究，在肥胖糖尿病大鼠模型中发现，胃旁路术可通过激活AREG/EGFR/mTOR/AKT/GLUT1信号转导通路，诱导小肠上皮细胞顶端及基底外侧膜的GLUT1表达，从而增强小肠对血液中的葡萄糖的摄取。（@szx）

不同类型的减肥手术对肥胖患者的糖尿病有不同改善作用

Annals of Surgery[IF:10.13]

① 纳入988名接受减肥手术的肥胖糖尿病患者，494名接受腹腔镜胃袖状切除术（LSG），494名接受腹腔镜可调节胃束带术（LAGB）；② 两组患者的年龄、种族、性别、术前BMI相匹配，随访1年后，两组患者的平均BMI降低无显著差异（8.3% vs. 8.1%）；③ LSG组患者停止口服降糖药物治疗、停止使用胰岛素治疗、停止降压药治疗、停止降胆固醇药物治疗的比例均显著高于LAGB组患者。

Comparing Diabetes Outcomes Weight-independent Effects of Sleeve Gastrectomy Versus Matched Patients With Similar Weight Loss
11-12, doi: 10.1097/SLA.0000000000004298

【主编评语】减肥手术可用于治疗糖尿病、高血压、高脂血症，不同减肥手术的减重效果可能有所差异。Annals of Surgery上发表的一项队列研究结果，对比了分别接受胃袖状切除术及胃束带术后，减重效果一致的两组肥胖糖尿病患者，发现接受胃袖状切除术的患者停用降糖药、降压药及降脂药的比例显著高于接受胃束带术的患者。该研究结果提示，胃袖状切除术可能有着非体重依赖性的代谢改善作用。（@szx）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，szx，白蓝木，广西妇幼营养陈彬林，FU

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