高碳水一定增加能量摄入？自然·医学：No！| 热心肠日报

今天是第1712期日报。

Nature子刊：低脂高碳水vs高脂低碳水，两种饮食对人体各有啥影响？

Nature Medicine[IF:36.13]

① 20名青年受试者按随机顺序进行低加工度的低脂高碳水的植物性饮食（LF）或高脂低碳水的动物性饮食（LC）干预，每种持续2周，无洗脱期，不限进食量；② 受试者在LF期间的每天能量摄入明显低于LC（相差约550~700千卡），但饥饿感、饱腹感、满足感等无差异；③ LC和LF都引起体重减轻（LC更快更明显），但仅LF减少了身体脂肪量，而LC则增加能量消耗、促进生酮并维持血糖和胰岛素稳定在较低水平；④ 该结果与碳水化合物-胰岛素模型的预测不一致。

Effect of a plant-based, low-fat diet versus an animal-based, ketogenic diet on ad libitum energy intake
01-21, doi: 10.1038/s41591-020-01209-1

【主编评语】肥胖的碳水化合物-胰岛素模型认为，富含碳水化合物的饮食会导致过量的胰岛素分泌，从而促进脂肪积累和增加能量摄入。因此该模型推断，与低脂高碳水的饮食相比，高脂低碳水的饮食应当有助于减少个体的能量摄入。Nature Medicine最新发表的一项小型封闭式临床研究对检验该假说进行了检验。结果表明，在不限进食量的条件下，短期的低脂高碳水的植物性饮食反而有助于减少热量摄入，并显著降低身体的脂肪含量。这些结果与碳水化合物-胰岛素模型的预测并不一致，说明饮食组成对食欲控制和能量摄入的影响，还受到更加复杂的因素的调控。（@mildbreeze）

华大研究院：谁更易减肥成功？肠道菌群或是最强预测力

Gastroenterology[IF:17.373]

① 72名超重/肥胖和11名体重正常的中国成人，进行6个月的基于膳食建议的节食减重，干预结束时个体间体重变化差异很大；② 在多个变量中，基线肠道菌群对个体减重轨迹的预测力最强，其中Blautia wexlerae和多氏拟杆菌在基线时的高含量是减重的最强预测因子；③ 体重下降与某些细菌种类的丰度变化有关：活泼瘤胃球菌在肥胖个体中显著富集，并在减重过程中显著减少，而Akk菌和Alistipes obesi在瘦人中显著富集，并在节食过程中丰度增加。

The baseline gut microbiota directs dieting-induced weight loss trajectories
01-19, doi: 10.1053/j.gastro.2021.01.029

【主编评语】很多人都知道减肥的名言“管住嘴，迈开腿”，但是现实却很残酷，同样的减重措施却有千差万别的结果。近期深圳华大生命科学研究院的蔡锴晔团队与合作者，在Gastroenterology发表的一项相关研究发现，基线时的肠道菌群可以预测节食减肥的结果，且在减重过程中一些细菌种类的丰度发生明显变化。这些发现为基于肠道菌群的个体化减肥饮食干预，提供了新思路。（@mildbreeze）

双胞胎研究揭示，IBD相关菌群失调可能发生在发病之前

Gastroenterology[IF:17.373]

① 纳入99名双胞胎（健康者及IBD患者）、495名健康对照及99名不相关IBD患者；② 双胞胎中的健康者与IBD患者的粪便菌群组成及功能无显著差异；③ 相比于健康对照，双胞胎中的健康者、双胞胎中的IBD患者、不相关IBD患者的粪便菌群中分别有13、19及18个物种的相对丰度有显著差异，并分别有78、105及153个功能通路的相对丰度有显著差异；④ 多个上述差异物种及功能通路在双胞胎中的健康者与IBD患者中同时存在，而这些物种和功能通路多与IBD相关。

Healthy cotwins share gut microbiome signatures with their inflammatory bowel disease twins and unrelated patients
01-18, doi: 10.1053/j.gastro.2021.01.030

【主编评语】肠道菌群变化是IBD的原因还是结果尚未明确。来自Gastroenterology上发表的一项队列研究结果，对比了双胞胎、健康对照及不相关IBD患者的肠道菌群组成及功能，发现双胞胎中的健康者有着与双胞胎中的IBD患者相似的肠道菌群特征，且这些特征多与IBD相关。该研究结果提示，IBD相关菌群特征可能出现在IBD发病之前。（@szx）

Cell子刊：甲氨蝶呤通过影响菌群抑制宿主免疫活化

Cell Host and Microbe[IF:15.923]

① 将健康人的肠道菌群定殖与无菌小鼠中，甲氨蝶呤可显著改变菌群结构；② 在体外培养中，生理浓度的甲氨蝶呤可抑制多种人体肠道细菌的生长；③ 甲氨蝶呤可抑制细菌的DHFR，并影响多种细胞生长所必需的保守代谢通路的表达及活性；④ 甲氨蝶呤可显著抑制RA患者的肠道菌群的生长，甲氨蝶呤诱导的肠道细菌分类群及基因家族的变化与RA患者的临床应答相关；⑤ 将甲氨蝶呤处理后的小鼠的粪菌移植给无菌小鼠，可抑制后者的免疫活化。

Methotrexate impacts conserved pathways in diverse human gut bacteria leading to decreased host immune activation
01-12, doi: 10.1016/j.chom.2020.12.008

【主编评语】甲氨蝶呤是类风湿关节炎（RA）治疗的一线药物，可抑制哺乳动物的二氢叶酸还原酶（DHFR），但其是否直接影响肠道细菌尚未明确。Cell Host and Microbe上发表的一项最新研究，发现甲氨蝶呤可通过抑制细菌的DHFR，并影响多种细胞生长所必需的保守代谢通路，从而抑制多种人体肠道细菌的生长。另外，甲氨蝶呤诱导的肠道菌群变化可抑制宿主的免疫活化，并与RA患者对甲氨蝶呤治疗的临床应答相关。（@szx）

用微生理系统研究慢性肾病中的肠-肾轴互作（综述）

Trends in Biotechnology[IF:14.343]

① 肠道菌群代谢产物是菌群-宿主轴的关键分子介质；② 慢性肾脏疾病（CKD）被认为是一种涉及多个组织互作的代谢性疾病，其复杂的生理病理功能改变受肠道-肾脏双向调节；③ 肠-肾轴微生理系统（MPS）是结合组织工程学、生物传感器等多学科先进技术的模型；④ 该模型包括了3D上皮屏障，肠道与微生物及与远端器官的细胞间互作，包含免疫系统及肝脏等；⑤ MPS前景广阔，有望形成CKD体外疾病模型，但仍需解决复制肠道菌群、整合免疫系统等复杂问题。

Microphysiological Systems to Recapitulate the Gut–Kidney Axis
01-05, doi: 10.1016/j.tibtech.2020.12.001

【主编评语】慢性肾脏疾病（CKD）影响约10%的世界人口，近年来全世界的患病率都在上升，透析和肾移植是目前仅有的治疗手段，Trends in Biotechnology发表的一篇综述，通过工程微生物生理系统（MPS），或“芯片上的器官”，结合高通量多组学分析，为深入研究复杂疾病背后多组织之间的交流和互作提供了新的见解。（@宇宙最酷Vera）

菌群-宿主互作中，非编码RNA起什么作用？（综述）

Trends in Microbiology[IF:13.546]

① 非编码RNA（ncRNA）是从转录到蛋白质编码等一系列宿主生物过程中的关键调节因子；② 近期组学研究表明，在癌症、肥胖等菌群相关疾病中，ncRNA（如miRNA和circRNA）可响应肠道菌群及其代谢产物，调节相关疾病表型；③ 除了在宿主组织中表达或分泌到血液和肠腔中的内源性ncRNA，饮食中的外源性ncRNA也可影响肠道菌群和宿主；④ 将调节性ncRNA开发为菌群相关疾病的诊断及治疗工具，还需要通过跨学科方法检验在小型动物模型中得出的结论。

Noncoding RNAs: Regulatory Molecules of Host–Microbiome Crosstalk
01-05, doi: 10.1016/j.tim.2020.12.003

【主编评语】近期研究显示，微小RNA（miRNA）和环状RNA（circRNA）等非编码RNA（ncRNA），可能在菌群-宿主互作中扮演重要角色。Trends in Microbiology近期发表的综述，介绍了ncRNA及其在菌群-宿主双向互作和菌群相关疾病中的介导性作用，推荐专业人士学习。（@mildbreeze）

Nature子刊：长读长纳米孔宏基因组测序，揭示口腔噬菌体与宿主细菌的相互作用

Nature Communications[IF:12.121]

① 基于人类唾液样本研究，整合了PromethION长读长测序数据(38.8-90.1Gb)和HiSeq数据(37.2-55.5GB)；② 进行了长读长和短读长的混合组装和纠错，每个样本平均鉴定出3802个病毒序列重叠群；③ 在预测的噬菌体和原噬菌体中分别有40.0–56.3％和49.0–72.5％是新颖的，并在口腔环境中首次鉴定出多达10个大型口腔噬菌体/原噬菌体；④ 长读长测序技术可以改善组装效果，改善的重叠群能够将噬菌体分类，并加深了对原噬菌体和宿主细菌之间的了解。

Long-read metagenomics using PromethION uncovers oral bacteriophages and their interaction with host bacteria
01-04, doi: 10.1038/s41467-020-20199-9

【主编评语】目前尽管一些宏基因组学研究已经聚焦于口腔噬菌体上，但其依赖于短读长测序。该研究中，作者使用PromethION测序仪进行了人类唾液的长读长宏基因组学研究，其分析整合了PromethION和HiSeq的数据（每个样品> 30 Gb且人类DNA污染少），可鉴定出数百个病毒重叠群。本文中作者的分析显示了增强的桥接功能，以及将噬菌体放置在其宿主基因组环境中并实现其分类学分类的能力，其分析还确定了一个链球菌噬菌体/原噬菌体组和9个巨型噬菌体/原噬菌体。该研究证明了利用PromethION进行的长读长宏基因组学研究在发现噬菌体及其与宿主细菌相互作用中的作用。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

苏晓泉+徐健：在整个菌群水平上对全球菌群进行物种分类和功能搜索的平台

mSystems[IF:6.633]

① MSE 2包含一个扩展的数据库，该数据库包含超过20,000个鸟枪宏基因组和16S rRNA基因扩增子的样品，这些样本与来自798项研究中收集到的统一宏数据相关；② MSE 2还包含一个增强的搜索引擎，不仅可以通过分类学而且可以通过功能概况，实时、快速（每次查询<0.5µs）地搜索最匹配的菌群；③ MSE 2还包含一个基于web的图形用户界面，用于用户友好的搜索、数据浏览和辅导；④ 可通过http://mse.ac.cn免费访问MSE 2。

Microbiome Search Engine 2: a Platform for Taxonomic and Functional Search of Global Microbiomes on the Whole-Microbiome Level
01-19, doi: 10.1128/mSystems.00943-20

【主编评语】基于搜索的策略对于大规模挖掘微生物组数据集非常有用，例如鸟瞰菌群数据空间和通过菌群大数据进行疾病诊断。青岛大学苏晓泉和中科院青岛能源所徐健研究团队，近期在mSystems发表文章，介绍了微生物组搜索引擎2 (Microbiome Search Engine 2, MSE 2)，这是一个微生物组数据库平台，基于菌群与数据库中菌群的分类或功能相似性，在全球宏基因组数据中搜索和查询菌群。关键的改进包括数据库扩展，数据兼容性，搜索引擎内核和用户界面。通过功能相似性搜索菌群空间的新功能极大地扩展了菌群大数据基于搜索的挖掘范围。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

Nature子刊：揭示前驱糖尿病的6种亚型

Nature Medicine[IF:36.13]

① 综合口服糖耐量、胰岛素分泌/敏感性、肝脏/皮下/内脏脂肪、血脂和遗传风险等因素，在899名受试者中鉴定出6种反映2型糖尿病（T2DM）的病理生理亚表型，并在6810名受试者中加以验证；② 1型、2型及4型受试者的体重正常或超重，但代谢相对健康，因此T2DM风险较低；③ 3型受试者胰岛素分泌较少且遗传风险较高，5型受试者的特征为肥胖、胰岛素抵抗及脂肪肝，均面临较高的T2DM和并发症风险，④ 6型受试者的T2DM风险中等，肾病及全因死亡风险较高。

Pathophysiology-based subphenotyping of individuals at elevated risk for type 2 diabetes
01-04, doi: 10.1038/s41591-020-1116-9

【主编评语】2018年，The Lancet Diabetes and Endocrinology上发表了一项研究，按6项指标的特征将糖尿病分为5个亚型，每个亚型都有各自的病理、遗传和并发症特点（https://www.mr-gut.cn/papers/read/1035188085）。Nature Medicine上发表的一项最新研究，根据糖耐量、胰岛素抵抗、体脂、血脂、遗传风险等因素，将前驱糖尿病分为6个亚型，并对比了不同前驱糖尿病亚型的生理表型及糖尿病风险。（@szx）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，广西妇幼营养陈彬林，szx，徐硕，lzm，刘永鑫-中科院-宏基因组，楸楸

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