两位中国院士分别突破，动物菌群研究登上Microbiome | 热心肠日报

今天是第1953期日报。

朱永官院士团队：土壤动物微生物组-隐藏的生物多样性宝库？

Microbiome[IF:14.65]

① 研究中国不同生态区域跳虫、线虫、蚯蚓和螨虫等的微生物组成、多样性和变化，以及营养水平、采样地点和土地应用产生的影响；② 发现无论何种地理环境，不同土壤动物微生物组各异且区别于附近土壤成分；③ 线虫、虫卵和蚯蚓的微生物组更难通过环境数据预测；④ 未知细菌在土壤食物网络中尤为重要，相较大环境，土壤动物具有多种独特、稀有的未知菌属；⑤ 随机过程、宿主选择均影响土壤动物微生物组成，其所有特性都随着营养水平上升增加。

Trophic level drives the host microbiome of soil invertebrates at a continental scale
09-20, doi: 10.1186/s40168-021-01144-4

【主编评语】研究土壤生物多样性对生态系统的功能预测和全球气候变迁都至关重要。相较土壤研究，我们对土壤动物微生物组的探索却几近空白。Microbiome近期发表了来自中国科学院城市环境研究所和生态环境研究中心朱永官院士及团队的文章，呈现了来自中国不同生态系统的六组具有重要功能的土壤动物的微生物组的系统特征。（@solo）

魏辅文院士团队：竹子中富含的膳食类黄酮对大熊猫肠道菌群的积极影响

Microbiome[IF:14.65]

① 类黄酮是重要的植物次生代谢物，大熊猫吃的竹子里富含类黄酮；② 结合代谢组学、宏基因组学方式与体外培养实验，鉴定出97种竹子类黄酮，大部分是新发现的；③ 仅小部分膳食类黄酮被吸收入血，而>70%的类黄酮单体被肠道菌群利用和转化；④ 竹叶比竹笋有更多的类黄酮，这引起了大熊猫膳食类黄酮的季节性变化，从而塑造了肠道菌群的季节性波动；⑤ 膳食中类黄酮成分越高，菌群多样性和毒力越低，而降解木质素的种属越多。

Multi-omics reveals the positive leverage of plant secondary metabolites on the gut microbiota in a non-model mammal
09-22, doi: 10.1186/s40168-021-01142-6

【主编评语】蔬菜水果和大豆等植物性食物中都富含膳食类黄酮，大量研究显示膳食类黄酮对健康有益，然而，人们对类黄酮在身体中的整体代谢，以及类黄酮与肠道菌群之间的相互作用，还所知不多。中科院动物所魏辅文院士团队近期在Microbiome发表研究，以大熊猫以及其富含类黄酮的食物——竹子为研究对象，揭示了膳食类黄酮在大熊猫体内的代谢情况，及其与肠道菌群间的相互作用，提示可将类黄酮作为益生元用于动物保护。（@mildbreeze）

栖息地是鱼肠道菌群的主要决定因素

Microbiome[IF:14.65]

① 通过16S扩增子测序分析6个栖息地的14个目、42个科、79个属、85个种的227条鱼的肠道菌群；② 不同于陆生脊椎动物（以厚壁菌门和拟杆菌门为主），鱼类的优势菌是变形菌门和厚壁菌门；③ 聚类分析表明鱼的肠道菌群可分为两类，栖息地（淡水vs海水）对菌群组成和功能的影响强过鱼的分类学种类和营养级；④ 淡水鱼和海水鱼的菌群呈现不同功能；⑤ 鱼类的肠道菌群与其他脊椎动物（爬行动物、鸟类和哺乳动物）也显著不同。

Host habitat is the major determinant of the gut microbiome of fish
07-31, doi: 10.1186/s40168-021-01113-x

【主编评语】此前人们对肠道菌群的研究大多是在哺乳动物模型中展开的，对鱼类肠道菌群的研究还很不充分。Microbiome近期发表的一项研究，分析了85种鱼的肠道菌群，揭示了鱼类肠道菌群的主要特征及其影响因素。（@mildbreeze）

鸟类的肠道菌群（综述）

Trends in Microbiology[IF:17.079]

① 野生鸟类的肠道菌群研究发表数量近年快速增长，生态、进化和环境因素影响共生菌群的组成、变异和功能；② 肠道菌群可能在维持鸟类生态、促进宿主生物学作用、分布和多样性方面发挥重要作用；③ 菌群的分类学组成在同一种鸟中和不同种鸟之间都是高度可变；④ 宿主的系统发育对鸟类肠道菌群的影响不大，而适应飞行相关的肠道变化、环境和宿主饮食对菌群的影响更大；⑤ 鸟类菌群研究有望解决关于宿主-菌群共生的机制和进化问题。

Avian gut microbiomes taking flight
08-12, doi: 10.1016/j.tim.2021.07.003

【主编评语】Trends in Microbiology近期发表的综述文章，介绍了鸟类肠道菌群的研究进展和未来的方向，值得专业人士关注。（@mildbreeze）

调节猪肠道菌群的宿主基因调控网络

Microbiome[IF:14.65]

① 纳入39种肠道微生物表型与390个猪的7万个SNP进行全基因组关联研究，推断出一个基因调控网络，含3561个基因和738913个边；② 最突出的5个调控因子是PRDM15、STAT1、ssc-mir-371、SOX9和RUNX2，主要与免疫细胞发育、信号通路及疫苗反应有关；③ 预测的靶基因中有200个已知与猪、鼠和人的菌群相关的基因，如SLIT3、SLC39A8、NOS1、IL1R2、DAB1、TOX3、SPP1、THSD7B、ELF2、PIANP、A2ML1、IFNAR1；④ 鉴定出与产丁酸菌和猪体重均相关的多个SNP。

A gene co-association network regulating gut microbial communities in a Duroc pig population
02-21, doi: 10.1186/s40168-020-00994-8

【主编评语】Microbiome上发表的这项研究，建立了一个由3561个与猪肠道菌群表型（包括细菌和原生生物）相关的基因调控网络，对该网络的分析确定了与宿主对肠道菌群调控有关的关键调控因子、靶基因和机制，鉴定出的遗传标志物和候选基因或可用于改善宿主性能和微生物特征。（@mildbreeze）

牛的一生中，宿主遗传对肠道菌群的影响有多大？

ISME Journal[IF:10.302]

① 牛肠道菌群在整个生命过程中都受到遗传（品种组成）的显著影响；② 在断奶前、断奶后和育肥期，分别有52.2%、40.0%和37.3%的犊牛核心菌属的相对丰度可由宿主遗传解释；③ 萨特氏菌属、颤螺菌属和罗斯氏菌属在各生长阶段始终与品种组成相关；④ 产丁酸菌的罗斯氏菌属和颤螺菌属与9个SNP相关，这些SNP位于调节宿主免疫和后肠代谢的基因里；⑤ 短链脂肪酸受体（GPR109A和GPR43）基因中具有与品种相关的SNP，可促进抗炎和增强肠上皮屏障功能。

Host genetics exerts lifelong effects upon hindgut microbiota and its association with bovine growth and immunity
03-01, doi: 10.1038/s41396-021-00925-x

【主编评语】ISME Journal发表的一项研究，对两百多头牛的三个生命阶段的后肠菌群进行分析，表明宿主遗传对肠道菌群有重要调控作用。（@mildbreeze）

天津大学Cell子刊：构建光遗传工程菌实现精准肠道时空定植

Cell Reports[IF:9.423]

① 利用上转换微凝胶转换近红外光NIR-可视蓝光+重组光响应菌（Lresb），构建光遗传系统；② 构建Lresb大肠杆菌EcN分泌黏附素抗原AG43并耐酸、碱和胆盐，可黏附于黏膜实现在体精准时空定植；③ NIR+分泌TGF-β1的Lresb（pDGAT）可减轻结肠炎模型中小鼠炎症和相关精神疲劳，提高存活率；④ pDGAT改变肠炎小鼠肠道微生物组（如产乳酸菌和大肠杆菌丰度）、代谢组及炎症通路基因表达；⑤ pDGAT提高益生菌的口服利用度和有效性。

NIR light-responsive bacteria with live bio-glue coatings for precise colonization in the gut
09-14, doi: 10.1016/j.celrep.2021.109690

【主编评语】天津大学王汉杰团队近期在Cell report上发表文章，开发、构建了光遗传系统和工程菌设计平台，用于实现益生菌在肠道的精准时空定植。并通过IBD动物模型证实该方法的有效性和可靠性。（@solo）

西苑医院：调节肠道菌群无法降低氧化三甲胺水平

Frontiers in Cardiovascular Medicine[IF:6.05]

① 纳入10项随机对照试验（共342名受试者，168名为干预组，174名为对照组）进行荟萃分析，总结菌群调节疗法（益生菌、益生元、合生制剂）对氧化三甲胺及其代谢产物的影响；② 入组受试者包括健康人、超重/肥胖患者、慢性肾病患者、心梗患者等；③ 与对照组相比，菌群调节疗法并未能显著降低循环中的氧化三甲胺水平，对氧化三甲胺的各种代谢产物（胆碱、甜菜醛及L-肉毒碱）的水平也无显著降低作用。

Effects of Microbiota-Driven Therapy on Circulating Trimethylamine-N-Oxide Metabolism: A Systematic Review and Meta-Analysis
09-06, doi: 10.3389/fcvm.2021.710567

【主编评语】中国中医科学院西苑医院的曲华团队及史大卓团队在Frontiers in Cardiovascular Medicine上发表的一项荟萃分析结果，总结了10项随机对照试验的数据后发现，益生菌、益生元及合生制剂等菌群调节疗法无法显著降低循环中的氧化三甲胺及其代谢产物的水平。（@aluba）

一氧化氮如何影响人类肠道菌群？

mSystems[IF:6.496]

① 利用体外发酵系统检测不同浓度一氧化氮（NO）脉冲对肠道菌群和微环境的影响；② NO脉冲会增加氧化还原电位及硝酸盐产生，改变气体环境、挥发性脂肪酸，破坏厌氧发酵；③ NO以剂量和脉冲依赖性方式改变肠道菌群结构，降低有益菌（柔嫩梭菌和普氏栖粪杆菌）丰度；④ 同时促进潜在致病菌（小杆菌属如大肠杆菌、粪肠球菌等）生长，并导致其NO刺激过后产生抗性；⑤ NO影响菌群代谢谱，主要影响参与系统内氮循环的氨基酸代谢途径。

Nitric Oxide Impacts Human Gut Microbiota Diversity and Functionalities
09-14, doi: 10.1128/mSystems.00558-21

【主编评语】mSystem近期发表的文章，利用体外培养系统发酵人类粪菌，加以一氧化氮（NO）脉冲处理。尝试模拟并阐述炎症情况下NO生产过剩对肠道菌群和整个微环境的影响。（@solo）

感谢本期日报的创作者：solo，阿当，Johnson，DMG-Quasimodo，Chengkai，吴芹，Jack Chen，aluba

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