34分综述聚焦普雷沃氏菌："低调"的高丰度共生菌 | 热心肠日报

今天是第1848期日报。

Nature Reviews：普雷沃氏菌的丰富性、多样性与重要性（综述）

Nature Reviews Microbiology[IF:34.209]

① 普雷沃氏菌属在人的微生物组中富集、多样，分布于不同器官、生态位，如口腔、肠道及阴道等；② 饮食、生活方式、年龄、性别和地理位置影响普雷沃氏菌种属多样性、特异性及功能；③ 通过重构重叠序列并将其纳入宏基因组组装基因组 ，研究普雷沃氏菌生态学发现新菌种的新特征；④ 普雷沃氏菌具糖分解功能，对胆盐敏感。高纤维饮食促进以P. copri为主导的肠型，但也与自体免疫疾病相关；⑤ 普雷沃氏菌是口腔微生物组主导菌属，与生物膜形成有关。

Prevotella diversity, niches and interactions with the human host
05-28, doi: 10.1038/s41579-021-00559-y

【主编评语】Nature Reviews Microbiology发表的关于普雷沃氏菌的深度综述。普雷沃氏菌在人的肠道、口腔等器官都是主导菌属，但相关研究较少。值得注意的是，作者提出整体的微生物组研究特别是关于普雷沃氏菌的信息都偏向西方人群，或存在偏差。同时综述结尾提出了三个关于普雷沃氏菌研究的‘Open questions’，感兴趣的读者可以细读、深思。（@solo）

糖尿病与哪些色氨酸代谢产物有关？

Gut[IF:19.819]

① 纳入9180人，发现2型糖尿病风险与血液中的色氨酸、4种犬尿氨酸通路代谢物以及吲哚乳酸呈正相关，而与吲哚丙酸呈负相关；② 高纤维食物是与这些代谢物关联最强的饮食因素，吲哚丙酸相关肠道细菌（多是利用纤维的厚壁菌）可能部分介导了纤维与吲哚丙酸的关联；③ 宿主乳糖酶LCT遗传变异与吲哚丙酸存在关联，可能与双歧杆菌有关，牛奶摄入与肠道双歧杆菌和血液吲哚丙酸的正相关性，仅存在于不持续表达乳糖酶的个体中。

Host and gut microbial tryptophan metabolism and type 2 diabetes: an integrative analysis of host genetics, diet, gut microbiome and circulating metabolites in cohort studies
06-14, doi: 10.1136/gutjnl-2021-324053

【主编评语】色氨酸可通过宿主的犬尿氨酸途径和微生物的吲哚途径，代谢为不同的代谢产物，对宿主生理功能产生重要影响。Gut最新发表的一项研究，通过对多种族的5个队列样本进行分析，鉴定出与2型糖尿病相关的色氨酸代谢产物，并进一步揭示了与这些代谢物相关的宿主遗传、饮食和肠道菌群因素。其中，高膳食纤维和特定人群中的牛奶摄入，可能通过宿主-菌群互作将色氨酸代谢转为产生吲哚丙酸，从而发挥对糖尿病的预防保护性作用。（@mildbreeze）

中科院微生物所：人肠道菌株资源库点亮肠道菌群“暗物质”

Microbiome[IF:11.607]

① 对来自239名中国健康志愿者的粪便样品进行大规模培养，得到10558株分离菌，代表400个菌种、1170个菌株，建立人类肠道微生物生物库（hGMB）；② hGMB拓展了已有的肠道细菌资源和基因组库，增加了102个新种、28个新属和3个新科，代表了人肠道中超过80%的常见细菌属和种；③ 测序得到的115个新细菌基因组中，包括UHGG数据库中未被培养的22个菌种和首次发现的24个菌种，并覆盖了50%的功能已知基因和10%的FUNKFams功能未知基因。

Enlightening the taxonomy darkness of human gut microbiomes with a cultured biobank
05-21, doi: 10.1186/s40168-021-01064-3

【主编评语】人肠道菌群中存在大量的未培养细菌，这些肠道菌群中的“暗物质”限制了对其功能和生理作用的研究。中科院微生物所刘畅、刘双江与研究团队，使用11种预处理方法和67种培养方法，对200多名健康中国人的肠道菌群进行大规模培养，建立了人类肠道微生物生物库（hGMB），大大扩展了已有的人类肠道细菌资源，为深入研究肠道菌群、研发相关的转化应用，打下了坚实的基础。（@mildbreeze）

同济大学团队：三代测序技术助力研究人肠道菌群

Cell Death and Disease[IF:6.304]

① 通过改进的提取方法，作者成功提取了高质量的肠道菌群基因组DNA；② 作者使用第三代测序技术检测了两个样本的整个宏基因组，结果发现大量基因的功能潜力未知，表明肠道菌群中仍有许多有价值的基因值得研究；③ 成功组装了9个细菌基因组和大量的重叠群，其超过50%的基因组可能是新的人肠道细菌物种或亚种，表明对肠道菌群的进一步研究是值得的；④ 发现了一种新细菌可能是条件病原体，表明微生物的质量和数量对我们的健康都很重要。

Recovery of human gut microbiota genomes with third-generation sequencing
06-02, doi: 10.1038/s41419-021-03829-y

【主编评语】尽管进行了数十年的研究，但人们对肠道菌群的组成仍知之甚少。本研究中，作者建立了一种获得高质量的肠道菌群基因组的有效提取方法，并使用第三代测序技术对其进行分析。通过这种方法，作者不仅发现了大量未知基因，还识别了几个新的亚种和物种。这项工作为探索肠道菌群基因组提供了一种新颖可靠的方法，促进了新细菌物种的发现，其进一步加深了人们对构成人类健康和疾病基础的菌群的理解。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

环状RNA——circHIPK3促进肠上皮内稳态

Gastroenterology[IF:17.373]

① 全基因组分析发现，与假手术组相比，circHIPK3等circRNAs在脓毒症小鼠小肠黏膜中差异性表达；② 炎症性肠病和脓毒症患者的肠黏膜中circHIPK3水平降低；③ 增加circHIPK3水平可促进损伤后肠上皮的修复，而沉默circHIPK3则抑制肠上皮的恢复；④ CircHIPK3沉默也抑制了IEC和肠道类器官的生长，CircHIPK3过表达促进了小鼠肠道上皮的更新；⑤ circHIPK3直接与miR-29b结合，抑制miR-29活性，从而增加IEC损伤后的Rac1、Cdc42和cyclin B1的表达。

Circular RNA circHIPK3 promotes homeostasis of the intestinal epithelium by reducing miR-29b function
06-08, doi: 10.1053/j.gastro.2021.05.060

【主编评语】环状RNA（circRNAs）是一类内源性非编码RNA，形成共价闭合的环状结构。尽管circRNAs影响许多生物学过程，但对其在肠上皮稳态中的作用知之甚少。Gastroenterology近期发表的文章，发现circRNA——circHIPK3通过降低miR-29b的活性，促进肠道上皮损伤后修复，是维持肠道上皮完整性的必需circRNA。（@爱的抉择）

国内团队：环状RNA促进肠癌迁移和增殖的新机制

Molecular Cancer[IF:15.302]

① 结直肠癌（CRC）病人的血清和癌组织中，circSPARC过表达；② circSPARC的高表达与肿瘤的大小、浸润情况、淋巴结转移、远端转移、临床分期及较差的生存有相关性；③ 体内外实验显示，敲低circSPARC可抑制CRC细胞的转移和增殖；④ CTCF转录调控circSPARC表达；⑤ circSPARC通过JAK2/STAT3通路，促进CRC进展；⑥ circSPARC靶向miR-485-3p，从而上调JAK2表达，最终促进磷酸化（p）-STAT3的积累 ，同时circSPARC招募FUS促进p-STAT3的核定位。

The circular RNA circSPARC enhances the migration and proliferation of colorectal cancer by regulating the JAK/STAT pathway
06-01, doi: 10.1186/s12943-021-01375-x

【主编评语】非编码RNA如环状RNA（circRNAs）在人体内大量存在，影响着各种疾病的发生和发展。然而，circRNAs在结直肠癌（CRC）中的生物学功能尚不清楚。来自徐州医科大学附属医院的Jun Song和Renhao Wang合作在Molecular Cancer发表文章，发现circSPARC或可作为CRC诊断和预后的生物标志物，同时揭示了circSPARC通过调控JAK/STAT通路促进结直肠癌的迁移和增殖的作用机制，提示circSPARC或可作为CRC的潜在治疗靶点。（@爱的抉择）

国内团队：新型PROTAC肽抑制Wnt依赖性肠癌

Cell Discovery[IF:6.255]

① Axin衍生的肽SAHPA1和xStAx可结合β-catenin，增强或抑制Wnt/β-catenin信号；② 将SAHPA1或xStAx与VHL配体偶联形成PROTACs，以达到靶向β-catenin并介导其降解的目的；③ 肿瘤细胞和APC-/-类器官中，xStAx-VHLL可持续降解β-catenin，具有浓度依赖性，强烈抑制Wnt信号；④ xStAx-VHLL限制结直肠癌的细胞增殖，高效抑制BALB/C裸鼠中肿瘤形成和APCmin/+小鼠已有肿瘤的生长；⑤ xStAx-VHLL抑制野生型、APC-/-类器官和CRC病人来源类器官的生长。

A PROTAC peptide induces durable β-catenin degradation and suppresses Wnt-dependent intestinal cancer
06-09, doi: 10.1038/s41421-020-0171-1

【主编评语】清华大学的陈烨光团队和第二军医大学的胡宏岗团队合作在Cell Discovery发表文章，将Axin衍生的xStAx与VHL配体偶联形成PROTACs——xStAx-VHLL，可结合并介导β-catenin的降解，从而抑制结直肠癌的细胞增殖，抑制肿瘤形成和生长。表明xStAx-VHLL具有预防和治疗癌症的能力，揭示出β-catenin降解物PROTAC或可成为一类很有前途的新型抗癌药物。（@爱的抉择）

国内团队：治疗幽门螺杆菌感染的新型纳米药物

Small[IF:11.459]

① 将抗生素克拉霉素、纳米过氧化钙（CaO2）和铂纳米颗粒（Pt NP）通过两亲相互作用，装载在瓶形纳米马达内；② 纳米马达入胃后，CaO2的化学反应可迅速消耗胃酸，产物H2O2被Pt NP催化分解生成大量氧气，通过“瓶口”从纳米马达中排出，推动其运动，以提供最大释放量和前药效果；③ 15mg纳米马达可安全快速地中和模型小鼠胃酸，释放前药达到良好疗效，治疗后的幽门螺杆菌负荷比对照组低2.6个数量级，胃酸在给药后1天内恢复正常pH值。

Gastric Acid Powered Nanomotors Release Antibiotics for In Vivo Treatment of Helicobacter pylori Infection
02-23, doi: 10.1002/smll.202006877

【主编评语】幽门螺杆菌感染是胃癌的强风险因素，但胃酸环境为其治疗造成了障碍。华中农业大学韩鹤友团队和深圳大学张学记团队，近期合作在Small发表了关于纳米马达技术治疗幽门螺杆菌研究上取得的新进展，有望成为治疗幽门螺杆菌的安全有效的新疗法。（@mildbreeze）

浙大团队：生防细菌抑制病原真菌的新机制

Microbiome[IF:11.607]

① 本研究筛选到一株高效生防链霉菌S89；② S89通过分泌活性物质雷帕霉素来抑制赤霉病菌菌丝生长，降低病菌致病力和真菌毒素的合成；③ 雷帕霉素作用于赤霉病菌TOR（Target of Rapamycin）信号通路会促进组蛋白乙酰转移酶Gcn5依赖蛋白酶体的降解，进而降低了Atg8的乙酰化修饰水平，促进自噬发生；④ 病原真菌的细胞自噬平衡对于病菌的生长、致病力及环境竞争力等十分重要，生防菌S89及其活性产物雷帕霉素能通过干扰病菌的自噬平衡来控制病害。

Post-translational regulation of autophagy is involved in intra-microbiome suppression of fungal pathogens
06-06, doi: 10.1186/s40168-021-01077-y

【主编评语】小麦赤霉病在全世界频繁流行成灾，造成严重的产量和品质损失，本研究发表了浙大赤霉病防控马忠华团队的研究成果，该团队筛选到了高效生防菌并开展了生防机理研究，其揭示了土壤菌群中生防细菌能调控病原真菌的自噬过程，影响病原真菌生长、致病力及环境竞争力的新机制，解析了微生态中细菌-真菌互作的新机制，为植物真菌病害的绿色防控提供了新思路，为生防链霉菌S89的应用奠定了基础。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：solo，mildbreeze，Johnson，刘永鑫-中科院-宏基因组，王新宇，爱的抉择，临床营养陈彬林

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