杨朝勇/王炜等20分综述："看到"肠道菌？妙招各显神通 | 热心肠日报

今天是第1795期日报。

杨朝勇+王炜：肠道菌群“暗物质”现形记（综述）

Accounts of Chemical Research[IF:20.832]

① 针对肠道共生菌和致病菌的可视化原位成像技术研究有助于揭示肠道菌群的“暗物质”；② 其中衍生化抗生素染色探针直接结合特定的细菌表面结构，可用于选择性标记不同种类的肠道细菌；③ 使用非天然氨基酸、糖和稳定同位素的基于代谢标记的成像策略，可在不同尺度和环境下对肠道细菌成像；④ 基于荧光核酸染料或DNA特异性探针等可视化策略可在结肠组织切片上绘制菌群图；⑤ 利用荧光蛋白或声学反应蛋白等基因工程技术修饰菌群也可用于菌群成像。

Imaging Commensal Microbiota and Pathogenic Bacteria in the Gut
04-15, doi: 10.1021/acs.accounts.1c00068

【主编评语】上海交通大学杨朝勇、王炜与研究团队，在Accounts of Chemical Research上基于自己团队的技术发展发表了关于肠道菌群成像技术的综述文章。目前细菌活体成像技术已到了应用阶段，在菌群、代谢以及疾病的研究中都有重要的发现，且特异性、分辨率越来越高。推荐专业人士阅读。（@solo）

中国药科大学：核受体与肠道菌群的互作，为药物研发带来灵感

Trends in Molecular Medicine[IF:11.099]

① 肠上皮细胞和固有层免疫细胞有感知细菌因子及其代谢产物的模式识别受体和检测系统，协调黏膜免疫、肠道屏障和远程调控；② 核受体（NRs）是复杂的宿主-微生物信号转导系统的一部分，普遍存在于表皮细胞、免疫细胞及肠神经细胞；③ NRs包括FXR、PPAR等与肠道菌群代谢产物形成多样的配体-受体互作，协调宿主生理使之适应环境变化，可为药物开发提供新的靶点；④ 更好地理解微生物-靶细胞-NRs-宿主疾病之间的联系，是未来药物开发的关键。

Drug Discovery Inspired from Nuclear Receptor Sensing of Microbial Signals
04-14, doi: 10.1016/j.molmed.2021.03.007

【主编评语】中国药科大学郝海平、郑啸与团队在Trends in Molecular Medicine上发表的一篇关于靶向核受体与肠道菌群进行药物开发的讨论。市面上已有的药物超过一半都是靶向核受体的，可见其重要性，而将肠道菌群与核受体结合的研究还相对较少。感兴趣的人可以按图索骥，阅读本文及相关引用文献。（@solo）

天津大学：用于溃疡性结肠炎家庭护理的光治疗纳米系统

ACS Nano[IF:14.588]

① 构建一个可用于溃疡性结肠炎（UC）家庭护理的光纳米治疗系统，包含2个主要模块；② 一是可用于自我诊断的疾病预筛查模块，通过免疫荧光和手机图像识别技术，检测患者粪便中的UC标志物，具有速度快、检出限低、检测报告可与医生共享等特点；③ 二是基于光工程益生菌系统的疾病实时干预模块：靶向肠道的口服EcN工程菌受近红外光和pH调控可产生IL-10，从而抑制肠道炎症反应、保护并愈合UC黏膜损伤；④ 在小鼠模型中验证了该系统的有效性。

Optotheranostic Nanosystem with Phone Visual Diagnosis and Optogenetic Microbial Therapy for Ulcerative Colitis At-Home Care
04-05, doi: 10.1021/acsnano.1c00135

【主编评语】天津大学王汉杰、张淑芳、刘晶与研究团队，近期在ACS Nano发表论文，报道了由该团队研发的一种可用于溃疡性结肠炎（UC）家庭护理的光治疗纳米系统，集自我诊断和疾病干预于一体，具有转化应用前景。（@mildbreeze）

研发基于菌群的诊断设备，纳米技术有何前景？（综述）

Advanced Materials[IF:27.398]

① 监测人体菌群是个体化医疗诊断中的新兴领域；② 基于纳米生物传感器的即时检验（PoC）设备，可通过对菌群相关生物标志物进行检测，用于菌群相关疾病的预防、早期诊断和监测，例如侧向流动分析（LFA）、电化学传感器，以及具有应用潜力的微悬臂和等离子体传感器等；③ PoC纳米传感器应满足REASSURED国际标准，并具有多路复用、智能手机连接和自动化样本处理等主要特性；④ 针对菌群的PoC设备研发与创新应注意伦理、法律等社会问题。

The Microbiome Meets Nanotechnology: Opportunities and Challenges in Developing New Diagnostic Devices
03-14, doi: 10.1002/adma.202006104

【主编评语】纳米技术和微生物组技术能碰撞出怎样的火花？Advanced Materials近期发表的综述提出，纳米材料和纳米生物传感技术，可助力研发用于检测菌群相关标志物的新型诊断设备，并对目前的研究前沿和方向进行了总结和探讨，推荐专业人士参考。（@mildbreeze）

北大团队：肠神经退变或有助于缓解肠炎

Protein & Cell[IF:10.164]

① 用3D成像分析小鼠、猴子和人的肠神经系统（ENS）；② 在溃疡性结肠炎患者和结肠炎小鼠中都观察到，结肠中的儿茶酚胺能神经元轴突有明显的神经退行性病变；③ 通过敲除Sarm1来阻断这种轴突退化，反而加重了小鼠结肠炎，而抑制结肠的儿茶酚胺能信号可缓解结肠炎；④ 机制上，儿茶酚胺能神经递质去甲肾上腺素能通过上调IL-17表达来发挥促炎作用；⑤ 因此，Sarm1介导的ENS神经轴突退化对结肠炎症起保护性作用。

Sarm1-mediated neurodegeneration within the enteric nervous system protects against local inflammation of the colon
04-19, doi: 10.1007/s13238-021-00835-w

【主编评语】轴突退化是神经退行性疾病的主要特征之一。通常人们认为，轴突退化会破坏神经连接，并加剧相关疾病缺陷。然而，北京大学杨竞与团队在Protein & Cell发表的最新研究，却揭示了肠神经中的轴突退化对缓解结肠炎症的有益作用。（@mildbreeze）

陈卫院士团队：聚焦母婴肠道双歧杆菌类群

Gut Microbes[IF:7.74]

① 采用16S rDNA和双歧杆菌groEL基因高通量测序技术，在新生儿前6周对 19对母婴粪菌样本进行追踪，分析菌群和双歧杆菌的多样性和构成；② 婴儿肠道中双歧杆菌的相对丰度显著高于母亲，而副拟杆菌、布劳特氏菌、粪球菌、毛螺菌和粪杆菌则较低；③ 母亲肠道中的假链状双歧杆菌较多。比较第7天和第42天，婴儿短双岐杆菌和齿双歧杆菌的相对丰度增加，而双歧杆菌乳酸亚种减少；④ 长双歧杆菌长亚种可能从母亲转移到婴儿，并在婴儿肠道中定植。

Development of gut microbiota and bifidobacterial communities of neonates in the first 6 weeks and their inheritance from mother
04-13, doi: 10.1080/19490976.2021.1908100

【主编评语】江南大学陈卫团队与爱尔兰Teagasc 食品研究中心Catherine Stanton合作，在Gut Microbes发表文章，阐述母婴间肠道菌群的关系，特别是双歧杆菌类群，值得关注。（@solo）

肠道菌群或减轻胆汁淤积症的肝脏损伤

Gut Microbes[IF:7.74]

① 肠道菌群在急性胆汁淤积中具有保护作用，减少胆道梗死面积，增加肝脏的再生/组织修复反应，平衡肝脏炎症，增加脂质代谢以及线粒体呼吸作用；② 急性胆汁淤积症中，肠道菌群影响肝脏基因表达，细胞增殖、胶原酶1沉积和自噬增加，同时对线粒体功能和脂肪酸代谢损伤具有部分保护功能；③ 无菌小鼠对肝脏炎症更易感，表现为骨桥蛋白、IL-1β的表达增加，ERK/MAPK通路激活；④ 急性胆汁淤积症后胆汁酸浓度升高，与小鼠的卫生状况及不同菌群无关。

Intestinal microbiota drives cholestasis-induced specific hepatic gene expression patterns
04-13, doi: 10.1080/19490976.2021.1911534

【主编评语】肠道微生物调控宿主的代谢和免疫过程，其改变可调控多种肝胆疾病的严重程度和进展。Gut Microbes近期发表的文章，无菌小鼠在急性胆汁淤积中具有更严重的肝损伤，肠道菌群的这种保护作用与不同的肝脏基因表达（主要涉及组织修复、代谢和免疫功能）有关。研究结果表明，微生物诱导的差异可能影响胆汁淤积的进程和调节肝损伤，为基于肠道微生物群调节的新疗法提供了依据。（@爱的抉择）

国内团队：新冠重症患者的呼吸道菌群失调特征

Cell Discovery[IF:6.255]

① 收集广东省8例轻症和15例重症新冠住院患者的临床标本，进行超深度宏转录组测序和诊断分析；② 在4例重症患者中检测到其他人类呼吸道病毒，但在所有轻症患者中均未检出；③ 重症患者的主要呼吸微生物类群为洋葱伯克霍尔德菌群（BCC）、表皮葡萄球菌或支原体，3例重症病例呼吸道标本的临床培养证实存在前两类细菌；④ 在1名重症患者中检测到表达多种毒力因子的B. cenocepacia的继发性感染，或许加速了患者病情恶化并致其入院后1个月死亡。

Characterization of respiratory microbial dysbiosis in hospitalized COVID-19 patients
04-13, doi: 10.1038/s41421-021-00257-2

【主编评语】目前尚不清楚新冠患者的呼吸道和其他感染组织的微生物组成以及它们对不同程度疾病严重程度的可能致病作用，广州医科大学第一附属医院赵金存、黎毅敏和深圳华大研究院李俊桦、徐讯与研究团队，近期发表于Cell Discovery的一项研究发现，在广谱抗菌治疗的新冠重症患者中存在明显的微生物失调特征。（@mildbreeze）

重庆医科大学团队：一款实用又高效的NCBI分类学数据工具包TaxonKit

Journal of Genetics and Genomics[IF:5.065]

① TaxonKit由7个子命令组成的支持多操作系统的命令行工具 ，其功能相对独立，且组合后可实现复杂功能，同时易于集成到生物信息分析流程中；② 除了基本的分类学信息查询功能外，TaxonKit提供的List命令可获取指定种属对应的所有TaxId，用于BLAST搜索中限定物种范围，从而加速序列比对；③ Taxid-changelog命令对所有物种的分类信息存档进行追踪，生成一份TaxId变更日志，可用于检测微生物组成数据的兼容性。

TaxonKit: a practical and efficient NCBI Taxonomy toolkit
04-15, doi: 10.1016/j.jgg.2021.03.006

【主编评语】2021年4月15日，JGG在线发表了重庆医科大学病毒性肝炎研究所任红教授和沈伟博士题为“TaxonKit: a practical and efficient NCBI Taxonomy toolkit”的研究论文。该论文报道了一款功能丰富且计算性能高效的NCBI分类学数据操作工具TaxonKit。TaxonKit拥有广泛的用户，到目前为止在Bioconda上已累计下载19000次，单版本最高下载数1700次，还被集成到NIH超算中心的BIOWULF计算平台中。TaxonKit源代码和程序可在Github (https://github.com/shenwei356/taxonkit/)获取，文档托管于 https://bioinf.shenwei.me/taxonkit/。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：Echo Quasimodo，圆滑的铁勺，mildbreeze，菌菌君，lzm，临床营养陈彬林，刘永鑫-中科院-宏基因组

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