今日Nature：氨基酸不足，菌群助"肠脑轴"精准调控食欲 | 热心肠日报

今天是第1809期日报。

Nature：氨基酸摄入不足时，菌群-肠-脑轴如何“精准”调节食欲？

Nature[IF:42.778]

① 氨基酸摄入不足时，果蝇肠细胞中的神经肽CNMamide（CNMa）表达升高，通过作用于神经元上的CNMa受体，产生对必需氨基酸（EAA）的代偿性食欲；② 这种代偿性食欲受共生菌群调节：定植产EAA的菌群可降低果蝇对EAA的食欲，而定植不产亮氨酸或其他EAA的突变菌群，会增加果蝇的CNMa表达和对EAA的食欲；③ 因此，肠细胞能感知饮食和菌群来源的EAA水平，通过上调CNMa的表达水平将EAA缺失的信息传递至大脑，进而调控果蝇对EAA的代偿性食欲。

Response of the microbiome–gut–brain axis in Drosophila to amino acid deficit
05-05, doi: 10.1038/s41586-021-03522-2

【主编评语】蛋白质是重要的宏量营养素，摄入不足时可导致营养不良等多种疾病。此前研究表明，在缺乏膳食蛋白质摄入时，动物会增加对富含蛋白质或必需氨基酸（EAA）的食物的食欲，但该现象背后的调控机制尚不清晰。Nature发表的一项最新研究以果蝇为模型，发现缺乏膳食氨基酸会触发肠细胞中神经肽CNMamide的表达，通过肠-脑轴增加果蝇对EAA的食欲，且这一过程受到肠道菌群的调节。（@mildbreeze）

饮食、肠道菌群与氧化三甲胺之间的关联

Gut[IF:19.819]

① 纳入307名美国健康男性，在6个月期间收集925份粪便样本及473份血液样本，并通过食物频率问卷评估饮食情况；② TMAO浓度与总体肠道菌群组成相关，鉴定出10个细菌物种的丰度与血浆TMAO浓度相关；③ 基于4个细菌物种预测受试者的菌群TMAO产生能力，仅在TMAO产生者中，更高的红肉及胆碱摄入与更高的TMAO浓度相关；④ Alistipes shahii强化了红肉摄入与糖化血红蛋白之间的正相关性；⑤ 胆碱三甲胺裂解酶激活酶等菌群功能与TMAO浓度相关。

Interplay between diet and gut microbiome, and circulating concentrations of trimethylamine N-oxide: findings from a longitudinal cohort of US men
04-29, doi: 10.1136/gutjnl-2020-322473

【主编评语】肠道菌群代谢产生的氧化三甲胺（TMAO）被认为介导了红肉摄入与较差的心血管代谢健康之间的关联。来自Gut上发表的一项纵向队列研究结果，在307名美国健康男性中，鉴定出了10种与TMAO浓度相关的细菌物种，并发现红肉摄入与TMAO浓度及心血管代谢风险标志物之间的关联受到TMAO相关细菌物种的影响。（@szx）

龙瑞军+张志刚等：牦牛肠道菌群揭秘如何适应青藏高原季节变迁

NPJ Biofilms and Microbiomes[IF:7.067]

① 研究季节性转场放牧和连续开放式放牧中，青藏高原季节变迁对牦牛膳食与肠道菌群互作的影响；② 牦牛饲粮全年以禾本科和蔷薇科植物为主，冬、夏成分差异大，冬季更多样；③ 菌群在两种放牧方式中均呈现显著季节动态，且季节性饲粮的周转和菌群组成变化一致；④ 季节间饲粮和菌群差异高于季节内，季节内饲粮差异大于菌群，菌群的丰度与膳食不相关；⑤ 牦牛肠型根据冷暖季节的膳食变化改变，冬季呈现AKK菌-WCHB1-41主导肠型，高效利用氮和能量。

Seasonal dynamics of diet–gut microbiota interaction in adaptation of yaks to life at high altitude
04-20, doi: 10.1038/s41522-021-00207-6

【主编评语】兰州大学龙瑞军和云南大学张志刚与团队在NPJ Biofilms and Microbiome上发表文章，用牦牛肠道菌群如何适应青藏高原环境、季节变迁，来解释极端环境条件下，食物的选择和利用如何影响哺乳动物的生存与健康。同时在实际生产当中也为高原放牧牦牛提供了理论指导。（@solo）

女性益生菌鼠李糖乳杆菌GR-1的前世今生 （综述）

Trends in Microbiology[IF:13.546]

① 健康女性阴道中分离的LGR-1被广泛研究认为对女性健康有益；② 与LGG相比，LGR-1基因组特性表明其更适合阴道环境；③ LGR-1Llp1、Msp1和2、LTA等表面结构使LGR-1具有组织向性粘附、抑制病原菌生物膜形成和粘附以及免疫诱导的特性；④ LGR-1能够用于治疗和预防阴道炎、尿路感染和阴道真菌感染等疾病，维持阴道微生态平衡，并且具有其他益生潜力；⑤ LGR-1的研究说明了解益生菌菌株特性和限制，获取更多证据对益生菌应用的必要性。

Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1, a.k.a. Lactobacillus rhamnosus GR-1: Past and Future Perspectives
04-14, doi: 10.1016/j.tim.2021.03.010

【主编评语】Lactobacillus rhamnosus GR-1已经更名为Lacticaseibacillus rhamnosus GR-1 （LGR-1），是被研究最多的女性益生菌。LGR-1可能具有干预过敏、肠道相关感染、心血管健康、解毒以及益于蜜蜂健康等潜力。但是，文章提醒厂家在声称LGR-1的相关活性时一定要有相关机制和临床证据支撑。同种的其他株系是否具有相似功能尚不能推断。（@兵兵）

厌氧肠道真菌——待挖掘的天然产物藏宝库

PNAS[IF:9.412]

① 对4个代表性的厌氧肠道真菌物种进行多组学分析（基因组、转录组、蛋白组、代谢组、甲基化组）；② 鉴定出146种编码生物合成酶（包括非核糖体多肽合成酶及聚酮合成酶）的基因，其中2种真菌的基因组编码了7种细菌素；③ 在植物生物质或可溶性底物的生长条件下，26%的核心生物合成基因被转录；④ 对某一种真菌的培养上清进行LC-MS/MS分析，鉴定出72种天然产物；⑤ 厌氧肠道真菌可产生聚酮化合物——baumin及其它3组独特的天然产物。

Anaerobic gut fungi are an untapped reservoir of natural products
04-27, doi: 10.1073/pnas.2019855118

【主编评语】厌氧真菌（Neocallimastigomycetes纲）是食草动物消化道中丰度较低的成员。来自PNAS上发表的一项最新研究，对4种厌氧肠道真菌物种进行多组学分析，鉴定出了多种编码生物合成酶的基因，并确定了其中具有转录活性的基因，同时验证了酶产物的存在。该研究结果揭示，厌氧肠道真菌中可能含有多种生物活性化合物。（@szx）

改变微生物组或可抑制输卵管癌发生

Cancer Research[IF:9.727]

① 构建输卵管高级别浆液性癌症的小鼠模型（HGSC），观察肿瘤生长共12个月，前5个月使用抗生素（Abx）处理；② Abx明显减少小鼠的HGSC肿瘤，且进展更缓慢，免疫细胞浸润减少；③ Abx引起肠道菌群长期改变，α多样性显著降低但停药后恢复，阴道菌群组成发生改变；④ Abx诱导的菌群变化并不能完全阻止癌症发展，但可能延缓肿瘤的发生和/或进展，抗生素治疗的效果与特定的菌群有关；⑤ Abx干预后与癌症负相关的拟杆菌目增加，正相关的普氏菌属减少。

Altering the microbiome inhibits tumorigenesis in a mouse model of oviductal high-grade serous carcinoma
04-16, doi: 10.1158/0008-5472.CAN-21-0106

【主编评语】研究表明，细菌会影响结肠癌等微生物群落丰富部位的癌症发生和发展。然而，微生物群在相对无菌部位（包括女性上生殖道）对肿瘤发生的影响则知之甚少。近期的研究显示，肠道、阴道或其他地方的微生物群可能参与卵巢癌的发病机制。Cancer Research近期发表的文章，发现在输卵管高级别浆液性癌症的小鼠模型（HGSC）中，微生物组影响肿瘤的进展，且研究使用模型能很好地再现人类疾病的特征，可用于进一步研究改变微生物组是否能改善HGSC对免疫治疗反应较差的问题。（@爱的抉择）

上交医学院：MondoA-TXNIP轴调控大肠癌Treg特性和功能

Gastroenterology[IF:17.373]

① 结直肠癌（CRC）病人的scRNA-seq数据显示，肿瘤内Treg细胞的MondoA-TXNIP轴活性较低，葡萄糖摄取增加；② MondoA缺失的Treg其免疫抑制性较低，选择性促进Th1反应，同时导致小鼠对AOM-DSS诱导的CRC更易感；③ 抑制MondoA-TXNIP轴促进葡萄糖的摄取和糖酵解，诱导高糖酵解的Th17样Treg细胞，促进Th17的炎症，促进IL-17A诱导的CD8+ T细胞耗竭，驱动结直肠癌变；④ 阻断IL-17A抑制肿瘤进展，减少MondoA缺失小鼠对结直肠癌变的易感性。

MondoA-TXNIP axis maintains regulatory T cell identity and function in colorectal cancer microenvironment
04-23, doi: 10.1053/j.gastro.2021.04.041

【主编评语】结直肠癌肿瘤内Tregs的代谢特征和功能尚不明确。肿瘤浸润性Treg被重编程适应低葡萄糖的微环境。葡萄糖反应转录因子MondoA在Tregs中高表达。来自上海交通大学医学院的童雪梅、李斌和Chen Hanbei在Gastroenterology上发表文章，发现肿瘤内Treg细胞的MondoA-TXNIP轴活性较低，葡萄糖摄取增加。Treg细胞中缺失MondoA-TXNIP轴则通过产生高糖酵解的Th17样Treg，促进IL-17A产生，促进CD8+ T细胞的耗竭，从而促进结直肠癌变的发生。即MondoA-TXNIP轴是结直肠癌微环境中调节Treg特性和功能的重要代谢调节因子，是一个很有前途的肿瘤治疗靶点。（@爱的抉择）

Cell子刊：下丘脑胆汁酸-TGR5信号可防止肥胖

Cell Metabolism[IF:21.567]

① 食源性肥胖小鼠的下丘脑胆汁酸含量降低，对这些动物中枢给予胆汁酸或特定的TGR5激动剂可通过激活交感神经系统来减重和减脂，从而促进负能量平衡；② 相反，下丘脑内侧基底部TGR5表达的基因下调有利于肥胖的发展，并通过钝化交感神经活动而恶化已建立的肥胖；③ 膳食胆汁酸补充发挥的抗肥胖作用依赖于下丘脑TGR5信号传导；④ 因此，下丘脑TGR5信号传导是一种可以对抗食源性肥胖的自上而下的相关途径，但驱动此作用的具体神经元群还有待确定。

Hypothalamic bile acid-TGR5 signaling protects from obesity
04-21, doi: 10.1016/j.cmet.2021.04.009

【主编评语】胆汁酸（BAs）通过激活外周组织中的TGR5来改善代谢和发挥减肥作用。TGR5也存在于大脑下丘脑，但下丘脑BA信号是否与体重控制和肥胖病理生理有关尚不清楚。Cell Metabolism近期发表的文章，发现中枢TGR5信号的激活能够对抗食源性肥胖，遗传敲低下丘脑TGR5则促进食源性肥胖。这种调节包括通过交感神经系统调节食物摄入和能量消耗，揭示出肥胖患者体重调节所涉及的胆汁酸依赖性下丘脑机制。（@爱的抉择）

HTR2B激动剂或可改善糖尿病小鼠的便秘

Gastroenterology[IF:17.373]

① 尽管结肠Tph1 +细胞密度和5-羟色胺（5-HT）水平升高，但男性糖尿病患者的结肠转运延迟；② 糖尿病小鼠的结肠转运不会因肠嗜铬细胞（EC）细胞耗尽而进一步减少；③ HTR2B蛋白主要由结肠Cajal表达，在男性和去卵巢的女性糖尿病患者的结肠肌肉中显著减少；④ 男性糖尿病患者结肠Cajal内Ca2+活性降低；⑤ HTR2B拮抗剂治疗会损害健康男性的结肠迁移运动复合物和结肠动力，而HTR2B激动剂治疗则改善男性和去卵巢的女性糖尿病患者的结肠动力。

Colonic Motility is Improved by the Activation of 5-HT2B Receptors on Interstitial Cells of Cajal in Diabetic Mice
04-23, doi: 10.1053/j.gastro.2021.04.040

【主编评语】便秘通常与糖尿病有关。5-羟色胺（5-HT）主要由肠嗜铬（EC）细胞通过色氨酸羟化酶1（TPH1）产生，是胃肠运动的关键调节因子。然而，5-羟色胺能信号在糖尿病相关便秘中的作用尚不清楚。Gastroenterology近期发表的文章，发现糖尿病小鼠的结肠运动被损伤，而增强HTR2B信号通路可改善病症，提示HTR2B激动剂或可为糖尿病相关便秘提供治疗益处。（@爱的抉择）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，szx，Echo Quasimodo，波比，爱的抉择，临床营养陈彬林，orchid

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