今日Nature：工程益生菌"变废为宝"，或能强化抗癌！| 热心肠日报

今天是第1961期日报。

Nature：靶向肿瘤的工程菌“变废为宝”，强化免疫治疗

Nature[IF:49.962]

① 在肿瘤模型小鼠中，口服L-精氨酸与抗PD-L1免疫治疗联用，能协同增强抗肿瘤疗效；② 基于大肠杆菌Nissle 1917构建工程益生菌，该菌能特异性地在肿瘤中定植，并持续地将氨（肿瘤中积累的代谢废物）转化为L-精氨酸；③ 用该菌对小鼠进行肿瘤内或系统性给药，能提高肿瘤内L-精氨酸浓度，增加肿瘤浸润的T细胞的数量、促进效应T细胞功能，从而协同增强抗PD-L1治疗的效果，并形成长效的抗肿瘤免疫。

Metabolic modulation of tumours with engineered bacteria for immunotherapy
10-06, doi: 10.1038/s41586-021-04003-2

【主编评语】Nature最新发表的一项研究，研发了一种可靶向性定植于肿瘤中的工程益生菌。该菌能持续地对肿瘤微环境进行代谢调节、“变废为宝”，将肿瘤的代谢废物转化为能增强抗肿瘤免疫应答的L-精氨酸，从而有效增强抗PD-L1免疫治疗对小鼠肿瘤的疗效。相关成果有临床转化潜力，值得专业人士关注。（@mildbreeze）

Cell子刊：深度分析肠炎如何定义T细胞受体库

Immunity[IF:31.745]

① 采用过继转移T细胞+Rag2缺失小鼠肠炎模型，深度测序追踪T细胞与抗原反应揭示T细胞受体（TCR）库；② 在发炎的结肠组织中，产IFNγ和IL-17A的效应T细胞（Teff）TCRα克隆型重叠，区别于调节性T细胞（Treg）的TCRα克隆型；③ 体外扩增TCRα克隆均一的T细胞过继转移得到类似结果，提示同源TCR与抗原互作对Teff、Treg的分化、累积起主导作用；④ 通过抗生素处理、肠普雷沃氏菌定植等实验，揭示少数共生菌对肠道TCR库起决定性作用。

Cognate recognition of microbial antigens defines constricted CD4+ T cell receptor repertoires in the inflamed colon
09-27, doi: 10.1016/j.immuni.2021.08.014

【主编评语】Oliver Pabst等在Immunity发表的文章，阐述炎症中影响肠道CD4+T细胞激活、分化以及T细胞受体（TCR）库组成的因素和机制。为相关IBD的治疗提供更为精准的靶点。（@solo）

人类和非人灵长类动物肠道中，丁酸盐产生途径基因丰度相似

Molecular Biology and Evolution[IF:16.24]

① 通过基因靶向比对，量化野生非人灵长类动物和人类肠道宏基因组中丁酸盐产生途径基因的丰度；② 与除猕猴科的所有非人灵长类动物相比，人肠道细菌丁酸盐产生途径的多样性和相对丰度更高；③ 工业化人口与非工业化人口的丁酸产生途径丰度存在差异；④ 丁酸盐生产途径对进化的和现代人类饮食变化的这种弹性，可能标志着人类宿主-微生物相互作用的进化转变，增加了短链脂肪酸的产生；⑤ 此转变或有助于满足人类相对于非人类增加的能量需求。

Butyrate-production pathway abundances are similar in human and nonhuman primate gut microbiomes
09-20, doi: 10.1093/molbev/msab279

【主编评语】在人类进化的过程中，肉食和烹饪等饮食习惯的改变导致了纤维摄入量的减少，而纤维消耗减少与肠道降解纤维的微生物类群的减少有关，特别是丁酸盐产生菌。因此，人类的饮食变化可能会影响丁酸盐产生有关的微生物基因的丰度。Molecular Biology and Evolution发表的研究，通过检索公开数据库中的基因信息，分析了四种主要的丁酸生成途径一碳水化合物降解途径(乙酰辅酶a)，以及三种氨基酸降解途径(4-氨基丁酸、戊二酸和赖氨酸)在人类和非人类灵长类中及工业化和非工业化人群中的丰度。结果发现，与大多数非人灵长类动物相比，人类具有更高丰度的丁酸产生途径。此外，研究发现工业化人群和非工业化人群的丁酸盐生产途径存在差异。本结果或对饮食、肠道微生物群和人类健康之间的相互作用研究具有重要意义。（@nana）

国内团队Lancet子刊：全自动磁控胶囊内窥镜对胃和小肠镜检效果如何？

Lancet Gastroenterology & Hepatology[IF:18.486]

① 纳入114例患者，利用全自动化磁控胶囊内窥镜（FAMCE）对胃检测的完成率为100% ；② FAMCE与常规经口胃镜检查的一致性为99.61%；③ FAMCE完成胃镜检查的平均时间为19.17 min，常规经口胃镜的平均时间为5.21 min；④ 两种方法共检出214个病变，其中193个被同时检测到；⑤ FAMCE漏诊5例，而常规经口胃镜漏诊16例；⑥ FAMCE可提供完整的小肠检查，并在50例(44%)患者中检出肠道病变；⑦ 2例(2%)患者出现不良事件，但未出现严重的不良事件，且无胶囊滞留。

Fully automated magnetically controlled capsule endoscopy for examination of the stomach and small bowel: a prospective, feasibility, two-centre study
09-20, doi: 10.1016/S2468-1253(21)00274-0

【主编评语】磁控胶囊用于胃镜检查的临床应用尚处于早期阶段。近期，Lancet Gastroenterology & Hepatology杂志发表了来自陆军军医大学谢霞团队的研究成果，该研究的目的是评估全自动化磁控胶囊内窥镜(FAMCE)系统在胃镜和小肠检查的临床实践中的安全性和有效性。纳入114名18-80岁的受试者，受试者接受FAMCE检查胃病变，2 h后进行常规经口胃镜检查，比较胃镜检查结果。研究表明，FAMCE在胃检查和病变检出方面与传统经口胃镜具有相似的表现。FAMCE可为无法耐受传统经口胃镜的患者提供新的选择，可以自动引导带有自适应框架的磁性胶囊完成胃镜检查，无需操作员手动控制。此外，胶囊的电池寿命延长，可以一次完成对胃和小肠的检查。（@nana）

赵勇+张宏福：新生仔猪回肠上皮发育动态

mSystems[IF:6.496]

① 通过单细胞测序检测新生仔猪回肠上皮细胞转录组并结合蛋白组学分析；② 揭示13类细胞，包括干细胞、短暂扩充祖细胞（TA、TA-G2、TA-G2）、肠上皮祖细胞、不成熟或成熟肠细胞和肠分泌细胞等；③ 新生儿回肠发育过程中，不同分类细胞组成、比例不同；④ 发现未知上皮发育的变化：分化细胞特异性增加、独特的肠细胞分化以及分泌细胞的时间依赖性减少；⑤ 揭示特异的转录因子、配体-受体对等信号通路及肠道黏膜菌群对回肠上皮发育的作用。

Single-Cell Transcriptome Sequencing and Proteomics Reveal Neonatal Ileum Dynamic Developmental Potentials
09-21, doi: 10.1128/mSystems.00725-21

【主编评语】中国农业科学院赵勇、张宏福及团队在mSystem上发表文章。采用单细胞RNA测序结合蛋白组学、成像分析，详述新生猪回肠上皮细胞的多样性，功能分化及分子调节机制。为肠道发育、炎症病理等的研究提供了详实的参考数据。（@solo）

Nature子刊：一种自上而下可扩展的菌群结构预测方法

Nature Computational Science[IF:N/A]

① 作者提出了一种自上而下的方法，其中要检查的子群落的数量随物种数量n线性增长，从而大大减少了实验工作；② 该方法使用来自留一法的子群落的稳态数据和数学模型来推断有效的成对相互作用并预测群落结构；③ 该方法的准确性随着n的增加而增加，使其适用于大型群落；④ 作者在计算机上建立了该方法，并针对文献中的五个物种群落和体外培养的八个物种群落对其进行了验证；⑤ 该方法为预测菌群结构提供了一种有效且可扩展的工具。

An efficient and scalable top-down method for predicting structures of microbial communities
09-22, doi: 10.1038/s43588-021-00131-x

【主编评语】涉及多物种菌群的现代应用依赖于在特定环境中预测此类群落结构的能力，结构取决于物种之间的成对和高阶相互作用。为了解开这些相互作用，经典的自下而上的方法检查所有可能的物种子群落。由于子群落的数量随着物种数量 n 呈指数增长，因此此类方法不可扩展。为了克服这一挑战，作者开发了一种方法，该方法可以通过仅检查 2n 个子群落来预测一个拥有n个物种的群落的结构。作者将该的方法称为预测群落结构的有效成对交互(EPICS)。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

eggNOG-mapper v2：宏基因组功能注释的最新软件和配套最新数据库

Molecular Biology and Evolution[IF:16.24]

① 描述 eggNOG-mapper 的升级版本，是一种基于预先计算的直系分配的功能注释工具，现针对大量宏基因组数据集进行优化；② 其改进包括将基因组和功能数据库完全更新到 eggNOG v5，以及一些效率增强和新功能；③ eggNOG-mapper v2 允许：（i）从原始重叠群进行从头基因预测，（ii）内置成对直系预测，（iii）快速蛋白质域发现，及（iv）自动 GFF 修饰；④ eggNOG-mapper v2 可作为独立工具或在线服务使用，网址 http://eggnog-mapper.embl.de。

eggNOG-mapper v2: Functional Annotation, Orthology Assignments, and Domain Prediction at the Metagenomic Scale
10-01, doi: 10.1093/molbev/msab293

【主编评语】本文作者描述了 eggNOG-mapper 的重大升级版本eggNOG-mapper v2，其提供了比其前身更高效、通用且可扩展的自动化功能注释工作流程。GitHub 上提供了独立版本（https://github.com/eggnogdb/eggnog-mapper），以及大量文档和使用示例（https://github.com/eggnogdb/eggnog-mapper/wiki）。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

MetaPlatanus：宏基因组二三代测序混合组装工具

Nucleic Acids Research[IF:16.971]

① 作者开发了一种混合宏基因组组装工具MetaPlatanus；② 它从准确的短读长组装基本的重叠群，然后迭代地利用长距离序列链接、物种特异性序列组成和覆盖深度；③ 对于采用来自便携式测序仪的纳米孔读长已发表的人类肠道数据，MetaPlatanus 组装了许多生物学上重要的元素，例如编码基因、基因簇、病毒序列和过半的细菌基因组；④ MetaPlatanus可以绕过其他工具获得的高度碎片化组装和频繁的种间错误组装的限制。

MetaPlatanus: a metagenome assembler that combines long-range sequence links and species-specific features
09-27, doi: 10.1093/nar/gkab831

【主编评语】本研究报告了一个混合宏基因组组装工具，MetaPlatanus。作者用短读长和长读长进行了基准测试，发现与现有的组装工具相比，MetaPlatanus 可以组装更多具有生物学重要元素的区域，例如基因、基因簇、病毒序列和近乎完整的基因组。总之，作者研究表明 MetaPlatanus 可能是探索宏基因组大规模结构的有效方法。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

Nature子刊：中山大学团队在RNA修饰方法学领域取得重要进展

Nature Methods[IF:28.547]

① 本文提出了一种体外合成全转录组无修饰RNA的技术；② 并将其应用于三类主要的RNA修饰检测方法中，系统性地对常用的RNA修饰检测方法进行评估和校正，提高了修饰位点检测的准确性，获得了高置信度位点信息和定量图谱；③ 相对于使用体内敲除甲基转移酶样本作为负对照，该方法可以保证合成的RNA库完全无修饰，且可以通过简单的方式快速获得，不受物种和样本本身的限制。

Systematic calibration of epitranscriptomic maps using a synthetic modification-free RNA library
09-30, doi: 10.1038/s41592-021-01280-7

【主编评语】为了解决RNA修饰检测中所面临的方法学难题，中山大学骆观正团队提出了一种新的研究策略。通过构建全转录组无修饰RNA文库作为负对照，全面评估了现有的基于二代测序的RNA修饰检测技术，并为修饰位点的精确鉴定提供系统的解决方案，有望成为目前和未来RNA修饰检测的金标准。（@刘永鑫-中科院-宏基因组）

感谢本期日报的创作者：mildbreeze，solo，nana，刘永鑫-中科院-宏基因组，白蓝木

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