最新Cell：深度揭示特定酶抑制肠道病毒复制的机制 | 热心肠日报

今天是第1836期日报。

Cell：TRIM7抑制肠病毒的机制，及其对病毒进化的选择压力

Cell[IF:38.637]

① E3泛素连接酶TRIM7是一种细胞内抗病毒效应物，通过靶向膜重构蛋白病毒2BC进行泛素化和蛋白酶体依赖性降解，限制多种人类肠道病毒；② TRIM7施加的选择压力导致了抗TRIM7的柯萨奇病毒变体的出现，该变体的2C-ATPase/解旋酶发生T323A突变；③ 在培养的细胞中，T323突变有助于病毒逃避TRIM7，但会损害病毒的最佳复制，这与过度活跃的结构性2C-ATPase有关；④ TRIM7耐药病毒在小鼠体内具有复制优势，可导致致命性胰腺炎。

TRIM7 inhibits enterovirus replication and promotes emergence of a viral variant with increased pathogenicity
05-31, doi: 10.1016/j.cell.2021.04.047

【主编评语】脊椎动物依赖于可诱导的干扰素反应和由“随时准备”的抗病毒效应蛋白组成的细胞内在反应，从而控制病毒感染。Cell近期发表的文章，发现E3泛素连接酶TRIM7是一种细胞固有的抗病毒效应物，可抑制多种人类肠道病毒。同时揭示了宿主限制因子如何靶向病毒复制，以及宿主抗病毒免疫对病毒进化的选择压力。（@爱的抉择）

Nature子刊：三代测序重构菌株水平宏基因组序列的计算框架iGDA

Nature Communications[IF:12.121]

① 本文提出了用最大条件突变率检测点突变的新概念，使得低频点突变的检测准确率大幅提高并提出了一种名为随机子空间最大化的新算法，并在理论上证明其能够高效求解最大条件突变率；② 提出了名为自适应最近邻聚类的新算法，能够直接从数据中估计单倍型的数量及频率；③ 构建了包含11个伯氏疏螺旋体菌株以及744个其他种属细菌的三代宏基因组测序数据集，并利用其对iGDA进行了测试，iGDA能够有效地区分同一物种的不同菌株。

Detecting and phasing minor single-nucleotide variants from long-read sequencing data
05-24, doi: 10.1038/s41467-021-23289-4

【主编评语】该研究提出了首个利用三代测序重构菌株水平宏基因组序列的计算框架iGDA。iGDA能够准确检测并定相（phasing）频率仅为0.2%的单碱基突变，而且能从三代宏基因组测序数据中有效区分序列差异仅为0.011%的菌株并重构其序列。该研究为在菌株水平进行更高分辨率的宏基因组研究做出了基础性的贡献。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

四环素对肠道菌群代谢的影响依赖于进食状态

Journal of Hazardous Materials[IF:9.038]

① 建立体外人体肠道微生物组，并结合代谢组学，研究多剂量四环素(TET)对进食/禁食状态下肠道微生物组的影响；② 禁食状态下，临床剂量10mg/L TET改变了体外人类肠道菌群模型中14种代谢产物，而在进食状态下改变了62种；③ 进食状态下，10mg/L TET显著抑制营养消耗，谷氨酸和亮氨酸等得以积累；④ 进食状态下，10mg/L TET能增加吲哚和苯基衍生物合成，同时抑制吲哚酚、色胺和维生素B产生；⑤ 0.01mg/L TET 也能影响吲哚酚和黄嘌呤酸等代谢物产生。

Feeding state greatly modulates the effect of xenobiotics on gut microbiome metabolism: A case study of tetracycline
02-16, doi: 10.1016/j.jhazmat.2021.125441

【主编评语】人体肠道微生物群可以通过细菌代谢产物调节宿主健康。化学品暴露能改变肠道菌群结构及其代谢。目前，很少有关于喂养状态（如禁食）对化学诱导的肠道微生物代谢紊乱影响的研究。Journal of Hazardous Materials发表的文章，通过在体外构建代表人类结肠微生物群的肠道微生物群，并在两种不同喂养状态下分别暴露于三种不同剂量的四环素（TET），包括治疗性剂量和膳食剂量水平。然后，通过进行全局代谢组学分析以及一些关键细菌代谢物（SCFAs）的针对性分析，确定每种处理下的肠道微生物组的特征，结果发现，喂养状态极大地调节了四环素诱导的肠道微生物代谢。（@nana）

北京协和医院：他汀可能通过调节肠道菌群改善急性冠脉综合征预后

Theranostics[IF:8.579]

① 纳入36名服用他汀类药物≥4周的的ACS患者、67名4周内未服用他汀类药物的ACS患者和30名健康对照；② 他汀类药物可调节ACS患者的肠道菌群趋于更健康的状态，减少Parabacteroides merdae等潜在致病菌的丰度，富集长双歧杆菌长亚种等有益菌；③ 他汀类药物使用与ACS患者更好的结局（复发及心脏原因再住院风险降低）相关；④ 他汀类药物相关肠道菌群可能通过调节脂肪酸和异戊烯醇酯代谢相关通路，从而影响ACS患者的疾病严重程度及结局。

Multi-omics study reveals that statin therapy is associated with restoration of gut microbiota homeostasis and improvement in outcomes in patients with acute coronary syndrome
03-31, doi: 10.7150/thno.55946

【主编评语】长期规律使用他汀作为二级预防手段，可改善急性冠脉综合征（ACS）患者的预后。北京协和医院的张抒扬团队在Theranostics上发表的一项最新研究，发现他汀类药物可改善ACS患者的预后结局，该作用可能与其对肠道菌群组成及功能的调控相关。（@szx）

不同Akk菌分离株的基因型及表型差异

mBio[IF:6.784]

① 从36名肥胖儿童/青少年粪便中分离71株Akk菌；② 不同Akk菌分离株有不同表型：生长速率、聚集情况、上皮细胞粘附、黏蛋白发酵、氧敏感性、先天性免疫受体激活；③ 71株Akk菌分为3个种系型：AmI最常见，其次是AmII及AmIV；④ AmI生长速率最快，AmII对氧耐受，AmIV对氧敏感、对上皮细胞粘附能力更强、更易聚集，AmII及AmIV对TLR2及TLR4的激活能力高于AmI。⑤ AmIV在小鼠体内的定殖能力更强；⑥ 人体内存在单个优势种系型，且优势种系型可随时间变化。

Genotypic and Phenotypic Diversity among Human Isolates of Akkermansia muciniphila
05-18, doi: 10.1128/mBio.00478-21

【主编评语】来自mBio上发表的一项最新研究，从人粪便中分离出了71株Akk菌，并对比鉴定了不同分离株的基因型及表型差异。（@szx）

环境和遗传因素是如何影响儿童肠道菌群组成的？

mBio[IF:6.784]

① 将婴儿期被收养孩子的肠道菌群，与在同一个家庭中生长但与之无血缘关系的或其他家庭中生长但与之有血缘关系的孩子进行比较；② 共享的家庭环境是总体菌群相似性的最强预测指标；③ 肠道中某种微生物群的丰度主要由宿主遗传相似性解释，而某种特定微生物的存在则更依赖于共享的家庭环境；④ 尽管家庭环境可能会在儿童时期充当肠道菌群的物种来源库，但一旦物种定居于肠道，宿主的遗传因素可能会驱动菌群丰度发生变化。

Shared Environment and Genetics Shape the Gut Microbiome after Infant Adoption
03-30, doi: 10.1128/mBio.00548-21

【主编评语】mBio最近发表的研究表明，婴儿早期收养可能导致儿童肠道微生物组组成的显著变化，这种变化可能是由收养家庭环境影响介导的。研究还进一步表明，遗传因素可能对儿童肠道中某种微生物的丰度起到关键作用。总的来说，细菌的类型与环境的关系更密切，而不同细菌的丰度与遗传的关系更密切。（@nana）

国内团队：COVID-19感染导致儿童上呼吸道和肠道菌群持续失衡

Journal of Genetics and Genomics[IF:5.065]

① SARS-CoV-2感染改变了儿童上呼吸道和肠道的菌群结构；② 儿童在新冠感染后的2个月内菌群持续失衡且极具波动，甚至到康复出院后的2–3周；③ 感染儿童的上呼吸道和肠道菌群展现不同步的动态演化趋势；④ 上呼吸道和肠道菌群协调恢复在新冠病毒感染的儿童和成人间存在明显差别，儿童的菌群相对脆弱，易受干扰；⑤ 新冠病毒对儿童上呼吸道和肠道菌群发育的长期影响及其带来的潜在健康风险值得持续关注。

Progressive deterioration of the upper respiratory tract and the gut microbiomes in children during the early infection stages of COVID-19
05-29, doi: 10.1016/j.jgg.2021.05.004

【主编评语】与成人相比，儿童对新冠病毒（SARS-CoV-2）相对不易感，感染SARS-CoV-2是否以及如何影响儿童的菌群目前尚不清楚。2021年5月29日，JGG在线发表了复旦大学附属上海市公共卫生临床中心张驰宇教授、云南大学张志刚研究员和复旦大学附属儿科医院徐锦研究员的研究论文。该研究报道了COVID-19感染引起儿童上呼吸道和肠道菌群的持续扰动和失衡。该研究针对9个新冠感染儿童的上呼吸道和肠道菌群的动态演化进行了持续近2个月的观测和分析，包括急性、中间和恢复期。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

肠道内源性黑皮质激素激活肠L细胞MC4R调节能量稳态

Gastroenterology[IF:17.373]

① 中枢下丘脑黑皮质素4受体（MC4R）在调节能量稳态中有重要作用，但外周MC4R在能量稳态调控中的作用不明确；② MC4R缺失个体空腹肽酪氨酸激素(PYY)和葡萄糖诱导腹胰高血糖素样肽-1 (GLP-1)分泌减少；③ MC4R在肠粘膜细胞和L细胞上表达；④ 肠道MC4R调控能量稳态的机制是：葡萄糖诱导肠道粘膜细胞分泌α-MSH，α-MSH随后激活粘膜细胞和L细胞中的MC4R，进而调控PYY和GLP-1分泌。

A gut-intrinsic melanocortin signalling complex augments L cell secretion in humans
04-09, doi: 10.1053/j.gastro.2021.04.014

【主编评语】中枢黑皮质素系统是能量稳态的关键调节因子。MC4R缺陷与肥胖密切相关，但是研究显示，中枢的MC4R并不能解释全部的肥胖机制，提示外周组织中的MC4R在调节能量稳态中也发挥着作用。但是其机制并不明确。近期一篇发表在Gastroenterology上的一项研究探索了外周MC4R在调控能量稳态的作用。他们的发现了一条新的人类胃肠道信号联系，即肠道感应葡萄糖后，肠道以自分泌或旁分泌的的方式，释放α-MSH，进而激活肠道L细胞的MC4R，促进GLP-1和PYY的分泌，调节机体能量稳态。这些研究的结果对靶向粘膜MC4R治疗人类代谢紊乱具有重要的科学意义。（@Zhonghua）

Cell 子刊：哺乳动物肠内通气可改善呼吸衰竭？

Med[IF:N/A]

① 在呼吸衰竭动物模型中研究两种不同的EVA（经肛门的肠内通气）模式:直肠内气态氧气通气（g-EVA）和含氧全氟碳液体通气（I-EVA）；② 在1型呼吸衰竭诱导后，分析g-EVA和I-EVA在鼠和猪模型中的有效性，并评估其临床前安全性；③ g-EVA和I-EVA都对呼吸衰竭动物起到积极作用，能延长存活时间、改善其行为，并提高全身氧气水平；④ 啮齿动物和猪模型研究证实，一种类似灌肠的l-EVA手术具有可耐受和可重复的特征，且对动物没有副作用。

Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure
05-14, doi: 10.1016/j.medj.2021.04.004

【主编评语】一些水生生物，如泥鳅，已经进化出独特的肠道呼吸机制，以适应在缺氧环境中生存。到目前为止，这种呼吸机制是否也可以在哺乳动物中发挥作用仍存在很大争议。Med最近发表的文章发现，EVA（经肛门的肠内通气）在哺乳动物中是有效的，它能提高全身氧气水平并改善呼吸衰竭。本研究结果提示，EVA或可为呼吸困难的患者提供辅助氧合手段。非常有意思的研究，推荐阅读！（@nana）

感谢本期日报的创作者：爱的抉择，刘永鑫-中科院-宏基因组，吴芹，szx，this little piggy，Unbroken，nana

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